衛生洗浄装置
【課題】少ない使用水量で刺激感と量感をともに高めることができる衛生洗浄装置を提供する。
【解決手段】制御部１０は、第１の制御においては、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、第２の制御においては、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、第１の制御と、第２の制御と、が交互に実行され、さらに、第１の制御においては、給水圧より低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での初速を下げて、追付き量を増加させ、第２の制御においては、給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させ、第２の吐水が始まる時点での初速を第１の制御の場合より速めるように構成した。
【解決手段】制御部１０は、第１の制御においては、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、第２の制御においては、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、第１の制御と、第２の制御と、が交互に実行され、さらに、第１の制御においては、給水圧より低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での初速を下げて、追付き量を増加させ、第２の制御においては、給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させ、第２の吐水が始まる時点での初速を第１の制御の場合より速めるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般に、衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄水による洗浄を行うことで人体局部を清潔にできることから、衛生洗浄装置の普及が急速に進んでいる。
ここで、使用水量を少なくしても心地良い洗浄感が得られるように、給水源より得られる吐水圧よりも高い圧力が間欠的に発生するような脈動推移を起こさせる圧力発生部を備えた衛生洗浄装置が提案されている（特許文献１を参照）。
この特許文献１に開示がされた衛生洗浄装置によれば、圧力の脈動推移を起こすことにより、速度が増加し、かつ脈動流が繰返し現れるような吐水を行なうことができる。
【０００３】
そのため、吐水後に速度の異なる部位が合体した大きな吐水群を人体局部に着水させることができる。すなわち、速い速度を持つ部位が、その前に吐水された遅い速度を持つ部位に追いつくことで大きな吐水群が形成され、吐水時は少ない水量であっても人体局部に着水する時点では大きな吐水群となっているため少ない水量でも心地良い洗浄感を与えることができるという優れた技術を開示したものである。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、刺激感（速い速度の洗浄水で強く洗浄されている感じ）と量感（大量の洗浄水で洗浄されている感じ）とがトレードオフの関係になってしまうという問題があった。具体的には、吐水の速度差によって大きな吐水群としていくことで吐水の速度が低下してしまうため量感は向上するものの刺激感が低下し、反対に刺激感を高めると量感が低下するものとなっており、より高い洗浄感を与えるためには更なる改良が望まれるものであった。本発明者らは、より高い洗浄感を少ない洗浄水量で提供することができないかを鋭意研究開発を行っていたものである。
【０００５】
なお、ここで、本発明者らは、量感と刺激感を両立させた高い洗浄感を実現するために、特許文献２のような技術の検討も行なってきた。
【０００６】
特許文献２には、オリフィス部から噴出された洗浄水は吐水孔に向かってまっすぐに噴出され、空気吸引部を通過し、吐水孔から吐水される衛生洗浄装置が開示されている。（特許文献２の[請求項１]、[０００６]〜[００１４]段落、図２等を参照）
この特許文献２に開示された衛生洗浄装置によれば、噴流による空気の吸込効果（エジェクタ効果）により吸い込まれた空気によって連続吐水される洗浄水の表面が乱され、洗浄水に細い部位と太い部位とが形成される。洗浄水が太くなった部位は、言い換えると洗浄水が密となり、人体局部に着水した際に量感を感じさせる吐水となっている。さらに、エジェクタ効果を生じさせるオリフィス部から吐水孔に向けてまっすぐに噴出されるので、洗浄水がノズル内壁面に衝突することによるエネルギー損失を低減できる、すなわち洗浄水の減速による刺激感の低下を抑制することができるものである。従来の連続吐水の衛生洗浄装置と比して、量感と刺激感を両立した高い洗浄感を与えることができる優れた技術である。
【０００７】
しかしながら、この特許文献２に開示がされた技術において、連続吐水を行なう構成であるために使用される水量が多く必要であるという問題に加え、エジェクタ効果を生じさせる装置が必要となるために装置の大型化やコストの面で課題があった。また、エジェクタ効果によって洗浄水の表面の乱れを生じさせることで量感を作り出し、給水圧によって得られる洗浄水の速度低下の程度を抑えることで刺激感を作り出す構成であるため、量感と刺激感のメリハリを高くつけることに限界があり、高いレベルでの洗浄感を与えるという観点においても改良が望まれるものであった。
【０００８】
また、同じく特許文献２には、オリフィス部から噴出された洗浄水は吐水孔に向かってまっすぐに噴出され、共振室を通過し、吐水孔から吐水される衛生洗浄装置が開示されている。（特許文献２の[請求項８]、[００２６]〜[００２７］段落、図１３等を参照）
この特許文献２に開示された衛生洗浄装置によれば、オリフィス部から洗浄水が噴出されると共振室内が負圧となり、洗浄水が共振室の負圧に引っ張られて円錐状に断面積が広がった吐水となる。一方で、共振室内が一定以上の負圧になると吐水孔から大気が引き込まれて共振室内が正圧となり、吐水はオリフィス部から噴出されたままの直線状の吐水となる。この円錐状に断面積が広がった吐水が人体局部に着水すると量感を感じ、直線状の吐水が人体局部に着水すると刺激感を感じるものであるが、円錐状に断面積が広がった吐水と直線状の吐水とが交互に繰り返し行なわれることで、従来の連続吐水の衛生洗浄装置と比して、量感と刺激感を両立した高い洗浄感を与えることができる優れた技術である。
【０００９】
しかしながら、この特許文献２に開示がされた技術においては、連続吐水を行なう構成であるために使用される水量が多く必要であるという問題に加え、共振室の負圧によって洗浄水の断面積を広げることで量感を作り出し、給水圧によって得られる洗浄水の速度低下の程度を抑えることで刺激感を作り出す構成であるため、量感と刺激感のメリハリを高くつけることに限界があり、高いレベルでの洗浄感を与えるという観点においても改良が望まれるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３２６４２７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、少ない使用水量で刺激感と量感をともに高めることができ、今までにない高いレベルの心地良い洗浄感を与えることができる優れた衛生洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、給水された洗浄水を人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、吐水孔を有する洗浄ノズルと、所定圧以上の給水圧から加圧および減圧を行うことで前記吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部と、前記圧力変動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、第１の制御と、第２の制御と、を実行し、前記第１の制御による洗浄水の吐水と、前記第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、前記第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、前記第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、前記第１の制御と、前記第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成され、さらに、前記第１の制御においては、前記給水圧より低い圧力領域を形成し、前記低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を下げて、前記追付き量を増加させ、前記第２の制御においては、前記給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を前記第１の制御の場合より速めるように構成されていることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１３】
この衛生洗浄装置によれば、吐水時の速度差を利用して吐水群を大きくするという技術を採用することで使用水量を大きく抑えた上で心地良い洗浄感を提供することができる。また、刺激感を高めた吐水と量感を高めた吐水が同一の吐水孔から交互に吐水される構成であるため使用水量を大きく低下させることができる。また、人体局部への着水位置も同じにできることから、刺激感と量感を兼ね備えた吐水が行われていることを確実に使用者に感じさせる事ができるので、高いレベルでの洗浄感を与えることができるものである。言い換えると、刺激感を高めた吐水と量感を高めた吐水の着水位置が異なる場合、使用者は刺激感を強く感じてしまって量感がないように感じてしまうという問題を確実に回避させることができるものである。
【００１４】
さらに、圧力変動部による加圧だけでなく、給水圧を中心に加圧、減圧するという構成の採用によって速度差の大きいメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを簡単に生成することができるようになっているものである。
【００１５】
すなわち、給水圧より低い圧力領域を作り出し、この領域において吐水を行うという簡単な構成によって「吐水の圧力」を下げた状態で吐水がされるため、第１の吐水が始まる時点での吐水時の初速を確実に大きく下げることが可能になっているものである。これによって吐水された洗浄水が人体局部に到達するまでの時間を長くすることが可能となり、吐水された洗浄水をより多く合体させて「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実に生成することができるようになっているものである。
一方、給水圧より高い圧力領域を作り出し、この領域において吐水を行うという簡単な構成によって「吐水の圧力」を上げた状態で吐水がされるため、第２の吐水が始まる時点での吐水時の初速を確実に大きく上げることが可能となっているものである。これによって吐水された洗浄水が人体局部に到達するまでの時間を短くすることが可能となり、吐水された洗浄水の合体を抑えて「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を、大きな加圧力を加えることなく確実に生成することを可能にしたものである。
【００１６】
これにより、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを用いた洗浄を行うことができるというだけでなく、少ない水量で、大きな速度差を与えることが可能となる。また、よりメリハリのある吐水を簡単な構成で確実に行うことができるようになる。また、刺激感と量感とを兼ね備えたメリハリのある吐水が行え、今までにない高いレベルでの洗浄感を与えることができるようになったものである。
【００１７】
なお、ここで言う、「交互に吐水」とは、第１の吐水と第２の吐水を、完全に順番に吐水させるものに限定されるものではなく、第１の吐水と第２の吐水との間に、第１の吐水あるいは第２の吐水を挟んで吐水させるものも交互と表現させているものである。
また、第１の制御による吐水時の初速の少なくとも一部が第２の制御による吐水時の初速よりも遅くされ、第２の制御による吐水時の初速の少なくとも一部が第１の制御による吐水時の初速よりも速くされていればよい。
【００１８】
また、第２の発明は、第１の発明において、圧力変動部は単一の圧力変動部であって、前記制御部は、前記第１の制御において、前記給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、前記第２の制御において、前記第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、更に、１つの圧力変動部により「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成する構成であるため一層構造を簡単にできるとともに、その単一の圧力変動部が給水圧より少なくとも低い圧力領域で第１の加圧を行い、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で第２の加圧を行うという簡単な制御構成で吐水時の初速を適切な値に設定することができる。すなわち、第１の加圧による吐水と第２の加圧による吐水とにおける吐水時の初速にメリハリのある速度差を設定することができる。
【００１９】
また、給水圧より少なくとも低い圧力の領域にある時に第１の加圧を行い「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始されるようにしている。そのため、速度を遅くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
この場合、後述するボトム速度から戻る際（圧力が給水圧へと復帰する際）の反動により形成された給水圧よりも高い領域をさらに利用することで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００２０】
一方、給水圧より少なくとも高い圧力領域において第２の加圧を行い「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。そのため、速度を速くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことを抑制することができる。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【００２１】
また、第２の加圧（給水圧近傍からの積極的な加圧）を行うことで最高到達圧力（後述する圧力Ｐ４）をより高めることができるので、その反動を利用してその後に形成される最低圧力（後述する圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、後述する「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。またこのことは、「給水圧よりも低い圧力の領域」を広くすることができることにもなる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができることになるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００２２】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記制御部は、前記第１の制御における前記第１の加圧の後、予め定められた所定の待ち時間を経過した後に前記第２の制御における前記第２の加圧を行うこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２３】
この衛生洗浄装置によれば、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成と、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成との間に積極的に待ち時間を設けることで、速度の速い吐水群が速度の遅い速度群に追い付いてしまうことを防止できるため、それぞれが分離された状態で確実に人体局部に着水させることができ、少ない水量で刺激感と量感とを兼ね備えた極めて良好な洗浄感を与えるができる。
【００２４】
すなわち、待ち時間を設けることで、第１の加圧により吐水された洗浄水と第２の加圧により吐水された洗浄水との間に十分な時間の開きを設けることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。また、異なる吐水群を分離された状態で確実に人体局部に着水させることができるので、少ない水量でも刺激感と量感とを兼ね備えた極めて良好な洗浄感を与えるができる。
【００２５】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記圧力変動部と、前記洗浄ノズルと、を接続する給水管路に洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部を備え、前記第２の制御における前記第２加圧によって前記蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において前記蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置は、第２の加圧による高い圧力を蓄圧するという技術を加えることによって、制御を一層簡単にすることを可能にするとともに、圧力変動部の仕事量を減らすことができるので圧力変動部の耐久性をも向上させることができるようになったものである。具体的には、第２の加圧による蓄圧力を、給水圧より低くなった第１の制御領域で開放させることによって、この蓄圧力を「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成するのに寄与させるようにしたものである。これによって、蓄圧力を第１の加圧と協働させることが可能となるため、上記効果を奏することができるようになったものである。これによって極めて実用上優れた装置を簡単に提供できるようになることは言うまでもない。
【００２６】
また、蓄圧部は、洗浄水圧が給水圧よりも低くなった際に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。この様な蓄圧部は材料のバネ定数などを適宜選択することで形成することができる。この様な蓄圧部を設けるようにすれば、より低い洗浄水圧において蓄圧された圧力を洗浄水に付与することができるので、より低い圧力、すなわち、より遅い速度において吐水を開始させることができる。そのため、追付き量を増加させることができるので、より大きな「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができる。
【００２７】
また、第５の発明は、第４の発明において、前記蓄圧部は、前記給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されてなること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置においては、蓄圧部を弾性変形可能なホースにするという簡単な構成としているので、第４の発明の実施形態が有する優れた効果を極めて簡単な構成で実用化できるようになるものであり、合わせて衛生洗浄装置の小型化や低コスト化をも図ることができるものである。
【００２８】
また、第６の発明は、第４の発明において、前記第１の制御において、前記蓄圧部による前記圧力の付与が行われるとともに、前記制御部による前記第１の加圧が行われること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、蓄圧部による加圧と第１の加圧の双方で「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成するようにしているので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を第１の加圧による圧力の付与を抑えた形で確実に生成することができる。
【００２９】
すなわち、第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧が行われるので、この第２の加圧によって生じる高い圧力を蓄圧し、第１の加圧において蓄圧部に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。そのため、第１の加圧のみにより「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する場合と比べて、制御の簡素化を図ることができる。また、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実かつ効率的に生成することができる。また、圧力変動部の仕事量を減らすことができるので、圧力変動部の耐久性をも向上させることができる。
【００３０】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記制御部による前記第１の加圧は、前記第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われること、を特徴とする請求項６記載の衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、第１の加圧を工程の後半に行うことで、蓄圧部による加圧とのタイミングをずらすことができる。すなわち、蓄圧部による加圧と第１の加圧とを並列的ではなく直列的に行うように工夫したものである。これにより、二つの加圧力が同時に作用することによる洗浄水の吐水速度の急激な上昇を抑制し、吐水から着水までの時間が短くなって吐水群が大きくならないという問題を回避したものである。反対に、直列にしたことによって速度が遅い吐水をより長い時間行うことができるようになることから、洗浄水の重なりを多くでき、より少ない水でよりメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を簡単な制御で確実に生成できるようにしたものである。
【００３１】
また、第８の発明は、第２の発明において、前記制御部は、前記第１の制御における第１の加圧が行われる時間を前記第２の制御における第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御すること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、第１の制御における加圧時間を短くすることができるので、圧力変動部の小型化を図ることができる。また、制御時間短縮による装置寿命の延命を図ることができる。
【００３２】
また、第９の発明は、第１または第４の発明において、前記第２の制御における第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部をさらに備えたこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、圧力が降下する時間を短縮することで「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成することに寄与できない圧力降下段階のロス時間を短縮することができる。そのため、洗浄感の低下を抑えることができるだけでなく、これに寄与しない吐水を抑えることで一層の節水を図ることができる。また、蓄圧部を備えたものにあっては、圧力が降下する過程で蓄圧された圧力が開放されてしまうことを抑制して、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する際に蓄圧部による加圧を効率よく利用することができる。
【００３３】
また、時間短縮部を設けるようにすれば、圧力降下により形成される最低圧力（後述する圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、後述する「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。またこのことは、「給水圧よりも低い圧力の領域」を広くすることができることにもなる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができることになるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００３４】
また、第１０の発明は、第１の発明において、前記圧力変動部は、給水管路に接続されるシリンダと、前記シリンダの内部に進退自在に設けられたプランジャと、前記プランジャの内部に設けられた逆止弁と、励磁電圧を制御することで前記プランジャを進退させる脈動発生コイルと、を備え、前記プランジャの位置が、前記洗浄ノズルの側に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、前記洗浄ノズルとは反対の側に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されてなること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
【００３５】
この衛生洗浄装置によれば、極めて簡単な構成に基く圧力変動部の構成でもって前述した実用上優れた効果を確実に奏することができる。
また、可動部分（プランジャ）が小さいので、応答速度の速い吐水制御を行うことができる。このことは、吐水群の生成をより精緻に制御できることを意味するので、より少ない水でよりメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成することができる。また、圧力変動部の構成を簡素化することができるので、衛生洗浄装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の態様によれば、極めて少ない使用水量で刺激感と量感を今までにない高い次元で兼ね備えた吐水を行うことが可能となり、極めて高い節水性能を備えた上で極めて高い洗浄感を提供できる衛生洗浄装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態に係る衛生洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。
【図２】脈動発生機器（圧力変動部）の概略構成断面図である。
【図３】洗浄水の圧力変動の様子を例示するための模式図である。
【図４】洗浄ノズルを例示するための模式図である。
【図５】脈動発生コイルに印加される電圧波形を例示するための模式図である。
【図６】脈動発生機器（圧力変動部）から流出する洗浄水の速度（初速）を示すタイミングチャートである。
【図７】吐水孔からの洗浄水吐水の様子を模式的に例示をするための図である。
【図８】吐水が人体局部に当たるときの荷重の変化を示したタイミングチャートである。
【図９】速度（初速）波形と追付き曲線とを示したタイミングチャートである。
【図１０】脈動推移の速度波形と生成される吐水群の形状の一例を示す図である。
【図１１】吐水群の組合せを例示するための模式図である。
【図１２】洗浄水の圧力変動の様子を例示するためのグラフ図である。
【図１３】電圧印加のタイミング、プランジャの動作、圧力波形、吐水された洗浄水の状態を例示するための模式図である。
【図１４】第２の実施形態に係る衛生洗浄装置において、脈動発生機器（圧力変動部）に印加される電圧波形を例示するための模式図である。
【図１５】圧力変動を例示するためのタイミングチャートである。
【図１６】速度（初速）変化を例示するためのタイミングチャートである。
【図１７】脈動発生機器（圧力変動部）と洗浄ノズルユニットを例示するための模式図である。
【図１８】Ｓｉｎ波形の電圧波形を例示するための模式図である。
【図１９】残留磁気が発生している場合に脈動発生コイル流れる電流の時間変化を例示するための模式図である。
【図２０】脈動発生コイルに流れる電流の様子を例示するための模式図である。
【図２１】残留電荷消費回路が設けられている場合を例示するための模式図である。
【図２２】残留電荷消費回路を例示するための模式回路図である。
【図２３】プランジャの復帰速度を速めるための変形例を例示するための模式図である。
【図２４】第３の実施形態に係る衛生洗浄装置において、蓄圧部が設けられている場合を例示するための模式図である。
【図２５】第４の実施形態に係る衛生洗浄装置において、残留電荷消費回路と蓄圧部とが設けられている場合を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る衛生洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。
【００３９】
図１に示すように、衛生洗浄装置１の水路系は、衛生洗浄装置１のケーシングの外部の供給源（図示せず）から給水される入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０と、脈動ユニット７０とを備える。すなわち、衛生洗浄装置１の水路系には、衛生洗浄装置１のケーシングの外部の供給源（図示せず）側から順に、入水側弁ユニット５０と、熱交換ユニット６０と、脈動ユニット７０とが設けられている。
【００４０】
そして、脈動発生ユニット７０から洗浄ノズルユニット８０の流量調整兼流路切替弁８１を経て洗浄ノズル８２に、脈動発生ユニット７０により付与された脈動を保った洗浄水が導かれ、当該ノズル８２から吐水される。これらの各ユニットは、衛生洗浄装置１のケーシングに収納されている。また、制御部１０には、電磁弁５３、入水温センサ６２ａ、ヒータ６１、出水温センサ６２ｂ、フロートスイッチ６３、脈動発生機器（圧力変動部）７４、流量調節兼流路切替弁８１、洗浄ノズル８２および制御ボタン（図示せず）が接続されている。なお、制御ボタンには、強い刺激感のある「ハードなおしり洗浄」、「ソフトなおしり洗浄」（以下、「やわらか洗浄」と呼ぶ）、「ビデ洗浄」の各洗浄モードを選択する洗浄ボタン、洗浄水の水勢を変化させるための水勢変更ボタン、洗浄水の温度を選択できる温度調整ボタン、洗浄を停止するための停止ボタンが含まれる。
【００４１】
これら各ユニットは、脈動発生ユニット７０を挟んでそれぞれ給水管路で接続されている。即ち、入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０は、給水管路５５で接続され、脈動発生ユニット下流の流量調節兼流路切替弁８１は給水管路７５で接続されている。
【００４２】
給水管路５５は、給水源（例えば、水道管）から洗浄水（例えば、水道水）を直接給水すべく入水側弁ユニット５０に配管されている。この給水管路５５に導かれた洗浄水は、入水側弁ユニット５０のストレーナ５１でゴミなどが捕捉されて、逆止弁５２に流れ込む。そして、電磁弁５３にて管路が開かれると、洗浄水は調圧弁５４に流れ込み、所定の圧力（例えば、給水圧：０．１１０ＭＰａ）に調圧された状態で、瞬間式加熱方式の熱交換ユニット６０に流入する。このように調圧を受けて流入する洗浄水の流量は２００〜６００ｃｃ／ｍｉｎ程度となるようにされている。なお、給水管路５５を便器洗浄用の洗浄水を貯留する洗浄水タンク（図示せず）から分岐して入水側弁ユニット５０に配管することもできる。
【００４３】
上記した入水側弁ユニット５０の下流の熱交換ユニット６０は、ヒータ６１を内蔵する熱交換部６２を備える。この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２へ流入する洗浄水の温度と熱交換部６２から流出する洗浄水の温度とを入水温センサ６２ａと出水温センサ６２ｂで検出しつつ、その検出温度を基にして、洗浄水の設定温度の洗浄水に加熱するようにヒータ６１の加熱動作を制御する。すなわち、熱交換ユニット６０においては、洗浄水の温度が所定の設定温度となるようにヒータ６１による加熱が行われる。この場合、入水温センサ６２ａからの検出温度と、出水温センサ６２ｂからの検出温度とに基づいて、洗浄水の温度が所定の設定温度となるように、制御部１０によりヒータ６１の加熱動作が制御される。
【００４４】
そして、このようにして温水化された洗浄水は、後述する脈動発生ユニット７０に流入し脈動を付加された後、流量調節兼流路切替弁８１に流入する。なお、脈動とは、脈動発生ユニットによって生じる圧力変動のことであり、圧力変動を起こす装置類を脈動発生ユニットと呼んでいる。したがって、脈動発生機器７４は圧力変動部と同義である。すなわち、脈動発生機器７４を、吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部ということもできる。
【００４５】
また、この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２内の水位を検出するフロートスイッチ６３を有する。このフロートスイッチ６３は、ヒータ６１が水没する所定の水位以上になるとその旨の信号を出力するように構成されている。そして、制御部１０は、この信号を入力している状況下でヒータ６１を通電制御するので、水没していないヒータ６１に通電してしまうというような事態、いわゆるヒータ６１の空焚きを防止することができる。なお、熱交換ユニット６０のヒータ６１は、制御器１０にてフィードフォワード制御とフィードバック制御を組合せながら最適に制御される。
【００４６】
更に、この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２からの洗浄水出口、即ち、熱交換部６２下流の管路の熱交換部接続箇所に、バキュームブレーカ６４と安全弁６５とを備える。バキュームブレーカ６４は、負圧となった管路内に大気を導入して、熱交換部下流の管路内の洗浄水を断ち切り、熱交換部下流側から洗浄水の逆流を防止する。すなわち、バキュームブレーカ６４は、負圧となった管路内に大気を導入して熱交換部下流の管路内にある洗浄水を洗浄ノズル８２から排出させる。そのため、管路内が負圧となった場合であっても、熱交換部下流側から熱交換部６２に洗浄水が逆流することを防止することができる。また、安全弁６５は、給水管路６７内の水圧が所定値を超えると開弁し、捨水配管６６へ洗浄水を排出することにより、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止している。
【００４７】
続いて、脈動発生ユニット７０の構造について例示をする。脈動発生ユニット７０は、アキュームレータ７３、脈動発生機器７４から構成されている。
図２は、脈動発生機器７４の概略構成断面図である。なお、前述したように、ここでいう脈動発生機器は、圧力変動を起こす圧力変動部ということもできる。
【００４８】
図２に示すように、脈動発生機器（圧力変動部）７４は、給水管路６７、７５に接続されるシリンダ７４ｂと、シリンダ７４ｂの内部に進退自在に設けられたプランジャ７４ｃと、プランジャ７４ｃの内部に設けられた逆止弁７４ｇと、励磁電圧を制御することでプランジャ７４ｃを進退させる脈動発生コイル７４ｄと、を備えている。そして、プランジャ７４ｃの位置が、洗浄ノズルの側（下流側）に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、洗浄ノズルとは反対の側（上流側）に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されている。
【００４９】
そして、このプランジャ７４ｃを脈動発生コイル７４ｄの励磁を制御することにより上流側・下流側に進退させる。すなわち、洗浄水に脈動を付加する場合（洗浄水に圧力変動を生じさせる場合）には、脈動発生コイル７４ｄに流す励磁電圧を制御することにより、プランジャ７４ｃをシリンダ７４ｂの軸方向（上流方向・下流方向）に進退させる。
【００５０】
この場合、プランジャ７４ｃは、脈動発生コイル７４ｄの励磁により図示する原位置（プランジャ原位置）から下流側７４ｈに移動する。そして、コイルの励磁が消えると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によって、原位置に復帰する。この際、緩衝スプリング７４ｅによってプランジャ７４ｃの復帰の動作が緩衝される。プランジャ７４ｃは、その内部にダックピル式の逆止弁７４ｇを備え、上流側への逆流を防止している。したがって、プランジャ原位置から下流側へ移動する際には、シリング７４ｂ内の洗浄水を加圧して給水管路７５に押し流せるようになっている。この際、プランジャ原位置と、下流側に移動した位置とは常に一定であることから、プランジャ７４ｃが動作する際に給水管路７５に送られる洗浄水の量は一定となる。
その後、原位置に復帰する際には、逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に洗浄水が流れ込む。そのため、次回のプランジャ７４ｃの下流側移動の際には、改めて、一定量の洗浄水が給水管路７５に送られることになる。
【００５１】
この場合、脈動発生機器７４には給水管路５５を経て、前述した給水圧の洗浄水が給水されている。よって前述したように、プランジャ７４ｃの原位置復帰の間に逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に流れ込んだ洗浄水は、逆止弁７４ｇによる圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて１次圧のままではないものの、給水管路７５に送られる。すなわち、プランジャ７４ｃが原位置に復帰するまでの間に逆止弁７４ｇを介してシリンダ７４ｂ内に流れ込んだ洗浄水は、給水管路７５に向けて流出する。この場合、給水管路７５に流出する洗浄水の圧力は、逆止弁７４ｇによる圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて、１次圧（前記の給水圧）とは異なるものとなる。
この様子を図でもって表す。
【００５２】
図３は、洗浄水の圧力変動の様子を例示するための模式図である。
図３に示す様に、洗浄水は、脈動発生機器７４への導入水圧Ｐｉｎ（給水圧）を基準に脈動した圧力で脈動発生機器７４から給水管路７５、ひいては洗浄ノズルユニット８０に送られ、人体局部に向けて吐水される。
【００５３】
次に、アキュームレータ７３について例示をする。アキュームレータ７３は、ハウジング７３ａと、ハウジング内のダンパ室７３ｂと、このダンパ室に配置されたダンパ７３ｃとを有する。
このような構成を有するアキュームレータ７３は、ダンパ７３ｃの作用により脈動発生ユニット７０の上流側の給水管路６７にかかる水撃を低減する。このため、熱交換部６２の洗浄水温度分布に及ぼす水撃の影響を緩和することができ、洗浄水の温度を安定化することができる。この場合、アキュームレータ７３は脈動発生機器７４に近接配置したり当該機器７４と一体的に配置することが、脈動発生機器７４で発生された脈動を上流側に伝播することを速やかにかつ効果的に回避できる観点から好ましい。すなわち、アキュームレータ７３を脈動発生機器７４に近接配置したり、アキュームレータ７３と脈動発生機器７４とを一体化したりすることが好ましい。その様にすれば、脈動発生機器７４において発生した脈動が上流側に伝播することを速やか、かつ効果的に抑制することができる。
【００５４】
次に、洗浄ノズルユニット８０について例示をする。洗浄ノズルユニット８０に流量調節兼流路切替弁８１が配設されており、給水管路８６で洗浄ノズル８２に接続される。すなわち、洗浄ノズルユニット８０には流量調節兼流路切替弁８１が配設されている。また、流量調節兼流路切替弁８１には、給水管路８６を介して洗浄ノズル８２が接続されている。そして、脈動発生ユニット７０から送られた脈動流の洗浄水の供給先を、洗浄ノズル８２の各流路８３、８４、８５（図４を参照）に切替、かつその流路を調節する。すなわち、流量調節兼流路切替弁８１は、脈動発生ユニット７０から送られてきた脈動を有する洗浄水が、洗浄ノズル８２に設けられた各流路８３、８４、８５毎に供給されるように流路の切替を行う。また、その際、流路断面積を調節することで流量調節を行う。
【００５５】
次に、洗浄ノズル８２について例示をする。図４（ａ）、（ｂ）に洗浄ノズルの構造図を示す。洗浄ノズル８２内にある複数の洗浄流路８３、８４、８５は、それぞれ洗浄ノズル先端近傍にある「おしり」（人体局部）に向って洗浄水を吐出するおしり洗浄用の吐水孔４０１とビデ洗浄用の吐水孔４０２に連通する。吐水孔４０１、４０２の上流には洗浄流路８３、８５を通水する洗浄水を旋回させながら旋回流として吐水孔から吐水させるために洗浄水渦室３０１、３０２を設けてある。
【００５６】
すなわち、洗浄ノズル８２の先端近傍には、「おしり」（人体局部）に向って洗浄水を吐出するおしり洗浄用の吐水孔４０１と、ビデ洗浄用の吐水孔４０２とが設けられている。吐水孔４０１の上流側には洗浄水渦室３０１が連通するようにして設けられている。吐水孔４０２の上流側には洗浄水渦室３０２が連通するようにして設けられている。
【００５７】
洗浄流路８３は、円筒状を呈する洗浄水渦室３０２の接線方向に接続されている。また、洗浄流路８５は、円筒状を呈する洗浄水渦室３０１の接線方向に接続されている。洗浄流路８４は、洗浄水渦室３０１の軸中心に向けて接続されている。接線方向から通水された洗浄水は、洗浄水渦室３０１、３０２の内壁を沿うように旋回し、旋回した洗浄水は、旋回流として吐水孔４０１、４０２から吐水される。
【００５８】
なお、洗浄流路８４は洗浄渦室３０１の上方に連通し、吐水孔４０１と連通している。すなわち、洗浄流路８３は、洗浄水渦室３０２の下部に接続されている。また、洗浄流路８４は、洗浄渦室３０１の上部に接続され、洗浄流路８５は、洗浄渦室３０１の下部に接続されている。
【００５９】
また、吐水孔４０１、４０２の径は、φ0．5ｍｍからφ1．8ｍｍ程度の範囲であり、流量によって最適な径を選択している。たとえば、流量４３０ｍｌ／ｍｉｎの場合、おしり洗浄用の吐水孔４０１の径は、φ0．9ｍｍ程度であり、ビデ洗浄用の吐水孔４０２の径はφ1．4ｍｍ程度に設定されている。
【００６０】
ここで、本実施形態における洗浄水の吐水の様子について例示をする。図５は、洗浄水吐水に際して脈動を発生させる脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄの励磁の様子を示す電圧波形の図（脈動発生コイル７４ｄに印加される電圧波形を例示するための模式図）であり、図６は、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）を示すタイミングチャート、図７は、吐水孔４０からの洗浄水吐水の様子を模式的に例示をするための図である。
【００６１】
制御部１０は、脈動発生コイル７４ｄを励磁して脈動発生機器７４において脈動を発生させるに当たり、パルス状の信号を出力する。そして、このパルス信号を、脈動発生コイル７４ｄに接続され、これをオンさせるためのスイッチングトランジスタ（図示せず）に出力する。すなわち、脈動発生コイル７４ｄには、回路の開閉を行うスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。制御部１０から出力されたパルス信号は、スイッチングトランジスタに入力される。
【００６２】
よって、脈動発生コイル７４ｄは、パルス信号に従ったスイッチングトランジスタのＯＮ・ＯＦＦにより繰返し励磁し、前述したようにプランジャ７４ｃを周期的に往復動（進退）させる。すなわち、入力されたパルス信号に基づいてスイッチングトランジスタが開閉動作（ＯＮ・ＯＦＦ動作）することで、脈動発生コイル７４ｄが繰返し励磁される。そして、脈動発生コイル７４ｄを繰返し励磁させることで、プランジャ７４ｃを周期的に往復動（進退）させる。
これにより、脈動発生機器７４から吐水孔４０１には、圧力が周期的に上下変動する脈動流の状態で洗浄水が供給され、この脈動流の洗浄水が各吐水孔から吐水される。
【００６３】
なお、脈動発生コイル７４ｄに印加されるパルス状の電圧は、図５に例示をする。また、それによって、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）のタイミングチャートを図６に例示をする。なお、図６は、図３の圧力値を基に、速度Ｖ＝Ｃ・ΔＰ１／２（Ｃは流量係数）の式に基いて算出された波形である。
【００６４】
図５より、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに印加されるパルス状の電圧は、１周期中において、ＯＮ時間の異なる２つの矩形波が組み合わさった電圧波形となっている。この制御によって起る脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度変化を、脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作に基いて例示をする。脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄには、図５に示す電圧波形の電圧が印加されている。
【００６５】
ＯＮ時間をＴ１として、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると電流が流れるので、脈動発生コイル７４ｄが励磁されてプランジャ７４ｃが磁化される。そして、プランジャ７４ｃが磁化されると、プランジャ７４ｃは脈動発生コイル７４ｄの側、すなわち下流側へ引き付けられる。
【００６６】
この下流側への引き付けによって、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーを蓄えると同時に、洗浄水を加圧し、最も高い圧力Ｐ４に達するその際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は最も高くなる（Ｖ４）。すなわち、プランジャ７４ｃが下流側へ引き付けられると、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーが蓄えられる。また、同時にプランジャ７４ｃにより洗浄水が加圧される。なお、洗浄水の圧力が最も高い圧力Ｐ４（図３を参照）に達した際には、吐水孔４０１から吐出される洗浄水の速度は最も高くなる（図６におけるＶ４）。
【００６７】
その後、Ｔ２において電圧が切れると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えて、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けて、原位置へ復帰する。すなわち、ＯＦＦ時間をＴ２として電圧の印加を停止すると、脈動発生コイル７４ｄの励磁が解かれるので復帰スプリング７４ｆの付勢力によりプランジャ７４ｃが原位置へ戻される。
【００６８】
同時に圧力は低下し、最低圧力Ｐ１（図３を参照）に達する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度も低くなり、最も低い速度域Ｖ１まで下降する。
その後、圧力は給水圧Ｐｉｎまで復帰しようとし、速度も給水圧時の速度Ｖｉｎまで復帰しようとする。この復帰のタイミングに、Ｔ１よりも短いＯＮ時間のＴ３の矩形波を加えることにより、脈動発生コイル７４ｄを励磁させ、プランジャ７４ｃを下流側へ引き付けることで、洗浄水を再度加圧する。すなわち、この復帰のタイミングにおいて、ＯＮ時間がＴ１よりも短いＴ３の矩形波電圧を脈動発生コイル７４ｄに印加する。そして、脈動発生コイル７４ｄを励磁し、プランジャ７４ｃを下流側へ引き付けることで、洗浄水を再度加圧する。
【００６９】
このとき、圧力が復帰途中であることと、Ｔ３の時間がＴ１よりも短いことにより、洗浄水は最高圧Ｐ４までは高まらないものの、給水圧よりも高い第２のピーク圧力Ｐ２まで達する。したがって、速度も給水圧時の速度よりも速い第２のピーク速度Ｖ２が現れることになる。また、第２のピーク速度Ｖ２と、再度プランジャが励磁されるタイミングにおける速度Ｖ３までの間には、入水圧時の速度Ｖｉｎ付近で吐水される期間が一定時間生じることになる。
【００７０】
ここで、脈動発生コイル７４ｄに印加する電圧波形のタイミングは、脈動の周波数５０Ｈｚであり、Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ（ミリ秒）、Ｔ２を７ｍｓｅｃ、Ｔ３を１ｍｓｅｃ、Ｔ４を７．２ｍｓｅｃで設定してある。すなわち、脈動の周波数を５０Ｈｚ、ＯＮ時間Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ２を７ｍｓｅｃ、ＯＮ時間Ｔ３を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ４を７．２ｍｓｅｃとしている。ただし、周波数、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅はこの限りではなく、５Ｈｚ以上の不感帯周波数域における繰返し周波数であればよく、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅もその周期（脈動周期ＭＴ）に基いて設定されていてもよい。なお、不感帯周波数とは、人が刺激変化と認識できる周波数よりも高い周波数、すなわち、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない周波数である。
【００７１】
続いて、上記によって作られた速度波形によって得られる洗浄水の状態について例示をする。
図７は、脈動流の洗浄水を仮定の吐水孔４０から吐水した場合に、その吐水された洗浄水が増幅される過程を例示するための模式図である。
ここで、図３と図６の図を用いて、圧力変動と速度変化の関係について例示をする。脈動発生機器７４により圧力が脈動すると、速度Ｖも同様に変動して脈動する。すなわち、吐水される洗浄水は、圧力変動がＰｍａｘになると、速度も最大速度Ｖｍａｘになり、瞬間の速度が時間とともに変動する。また、図３の脈動流の洗浄水の圧力波形における各部位をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５とすると、速度も図６上のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５がそれぞれの番号同士で対応する。
【００７２】
よって、吐水直後から図７の（Ａ）〜（Ｄ）へと移行するにつれて、速度Ｖ２は速度Ｖ１より速度が速いから、速度Ｖ１で吐水された洗浄水は速度Ｖ２で吐水された洗浄水及びこれらの間にある洗浄水に追いつかれて合体され、吐水断面積の大きな吐水群となる（図７（Ｂ）を参照）。
【００７３】
このように、速度波形の立ち上がりの勾配部分においては、速い速度で吐水された洗浄水がその前の遅い速度で吐水された洗浄水と順次合体することにより、大きな塊（吐水群）となって、人体局部（洗浄面）に着水することになる。ここで、図７の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遅い側の速度域での速度の立ち上がり勾配部分では、全体の速度が遅いので、人体局部に着水する前に、Ｖ２がＶ１と合体して吐水断面積の大きな吐水群を作ることができる。
【００７４】
すなわち、速度Ｖ１と速度Ｖ２との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が遅い。そのため、速度Ｖ１で吐水された洗浄水が人体局部に着水する前に、速度Ｖ２で吐水された洗浄水が速度Ｖ１で吐水された洗浄水に追いつくことができる。その結果、人体局部に着水する前に、速度Ｖ２で吐水された洗浄水と速度Ｖ１で吐水された洗浄水とが合体して吐水断面積の大きな吐水群を作ることができる。
この洗浄水（吐水断面積の大きな吐水群）は、人体局部に当たるときには、着水の断面積（量感）が大きい状態になっている。
【００７５】
一方で、図７の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、Ｖ３、およびＶ４の速い側の速度域での速度の立ち上がり勾配では、全体の速度が速いので、人体局部に着水するまでの短い時間では、距離が縮まりにくいため、人体局部に着水する時点では、Ｖ４はＶ３とほとんど合体せずに速く吐水断面積の小さい吐水群として着水することになる。
すなわち、速度Ｖ３と速度Ｖ４との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が速い。そのため、速度Ｖ３で吐水された洗浄水が人体局部に着水する前に、速度Ｖ４で吐水された洗浄水が速度Ｖ３で吐水された洗浄水に追いつきにくい。その結果、人体局部に着水する前に、速度Ｖ３で吐水された洗浄水と速度Ｖ４で吐水された洗浄水とがほとんど合体せず、吐水断面積の小さな吐水群として着水することになる。この洗浄水（吐水断面積の小さな吐水群）は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギー（刺激感）における速度成分が大きい状態になっている。
【００７６】
また、このとき、Ｖ２とＶ４のタイミングに十分開きがある、言い換えれば、Ｖ２とＶ４にピークが現れるように制御することで、Ｖ２によって生成される吐水群と、Ｖ４によって生成される吐水群は、Ｖ４が吐水された段階で十分な時間の開きが生じる。
すなわち、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けることで、速度Ｖ４で吐水された洗浄水と速度Ｖ４で吐水された洗浄水との間に十分な時間の開きを設けることができる。
その結果、速度Ｖ２で生成された吐水断面積が大きく速度Ｖ４よりは速度の遅い吐水群と、速度Ｖ４で生成された吐水断面積が小さく速度の速い吐水群とは、お互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水することができる。
【００７７】
また、速度Ｖ４から速度Ｖ１に移行するタイミングでは、速度が減速していくため、合体による吐水群は生成されず、洗浄感には寄与しない領域となる。したがって、この領域を減らすことは、洗浄感を高めることにも繋がる。
【００７８】
なお、ここでいう吐水群とは、吐水孔から吐水される洗浄水の進行方向に対し直角に切断したときの断面積が、吐水後に追付くことにより、吐水孔から吐水された直後の断面積よりも大きくなれば、吐水群という。すなわち、吐水群とは、後から吐水された洗浄水が追いつくことにより吐水断面積（洗浄水の進行方向に対し直角に切断したときの断面積）が、吐水直後の吐水断面積よりも大きくなったものをいう。
【００７９】
ここで、吐水後に洗浄水が追い付くことにより、吐水断面積が増え、吐水断面積の異なる吐水群が形成されると、人体局部に当たるときの荷重は、吐水断面積が増えない（吐水群が形成されない）吐水と比べ、人体局部で当たるときの荷重は大きくなる。
【００８０】
図８は、本実施例における吐水が、人体局部に当たるときの荷重の変化を示したタイミングチャートである。これより、一つの周期（脈動周期ＭＴ）において、２つのタイミングで荷重が大きくなっていることがわかる。これより、１つの周期において、２つ吐水群が形成され、それらが独立して当たっていることがわかる。
【００８１】
図８に例示をしたものでは、先に吐水断面積の大きく速度の遅い吐水群があたり、あとから吐水断面積が小さくて速度の速い吐水群が当たっている。したがって、使用者は、速度と大きさの異なる２つの吐水群を独立して感じることができ、この場合、大きくて遅い吐水群で量感を感じ、小さくて速い吐水群で刺激感を感じることができる。
【００８２】
なお、この荷重の変化について、それぞれの「山部分」を積分した値がＭ・Ｖすなわち衝撃力となるが、この値が十分大きくなれば、「当たる感覚」を得ることができる。また、ここでいう吐水群とは、ある衝撃力を持って人体局部に着水するものをいう。
【００８３】
ここで、脈動流となって吐水された洗浄水は、この場合の速度波形では、速度Ｖ２の遅くて大きい吐水群と、速度Ｖ４の速くて小さい吐水群とがそれぞれ脈動周期ＭＴごとに現れるので、遅くて大きい吐水群と、速くて小さい吐水群とが交互に現れる。つまり、脈動周期ＭＴの半分の間隔で吐水群が現れることになる。したがって、周期（脈動周期ＭＴ）が長くても、より連続感のある快適な洗浄感をえることができ、断続感がきらいな人にとってもより快適な洗浄を提供できる。しかも、このそれぞれの吐水群は、速度Ｖ４で吐水された洗浄水に、それぞれ遅れて速度Ｖ５および速度Ｖ１で吐水された洗浄水が繋がれたような状態となる。
【００８４】
次に、このような吐水の状態により得られる効果について例示をする。ここで、速度の遅い側で吐水断面積の大きい吐水群が生成される過程について例示をする。吐水群は、洗浄水が吐水孔４０から吐水され、人体局部に当たるまでの時間間隔において、速度の速い吐水による洗浄水が、速度の遅い吐水による洗浄水に追いつくことで生成される。
【００８５】
このとき、速度が速い領域で吐水群を生成しようとすると、吐水孔４０から人体局部に到着するまでの時間は短い。たとえば、速度が１５ｍ／ｓｅｃのときに、６０ｍｍ先の人体局部に到達する時間は、４ｍｓｅｃである。一方、速度が遅い領域で考えた場合、吐水孔４０から人体局部に到着するまでの時間は、速度が速い領域の場合と比べ、長くなる。たとえば、速度が７．５ｍ／ｓｅｃの時には、人体局部に到達する時間は、８ｍｓｅｃである。このときに、同じ量の速度差がある場合には、人体局部に到達するまでの時間が長いほうが、追いつける洗浄水の量は多いことになる。すなわち、洗浄水の速度の低い側で吐水群を生成したほうが、効率よくより吐水断面積の大きな吐水群を生成することが可能である。
【００８６】
このように生成した吐水群は、より吐水断面積の大きな吐水群となっているため、吐水断面積Ｓは通常よりも大きくなる。したがって、洗浄水量が少ないにもかかわらず、吐水断面積の大きな吐水が当たっており多い流量で洗浄されているような洗浄感、すなわち量感がある。つまり、吐水断面積の大きな吐水群が当たるようにすれば、使用する洗浄水自体の量を少なくした場合であっても多い流量で洗浄されているような洗浄感、すなわち量感を得ることができる。
【００８７】
一方で、吐水断面積が小さく速度の速い吐水群は、速い速度Ｖ４で先にでた洗浄水になかなか追いつくことができず、吐水断面積の大きい吐水群を形成する前に人体局部に着水するため、吐水断面積が小さく、量感は乏しくなる。しかし、先にでた洗浄水に追いつかないということは、遅い速度の洗浄水に運動エネルギーを吸収されることなく人体局部に着水できるので、刺激感を維持したまま着水することができる。
【００８８】
このときの刺激感に関わる衝撃力は、速度が大きくなるため、衝撃力も大きくなる。すなわち、量感は小さくなるものの刺激感は高めることができる。したがって、大きくて遅い吐水群で量感を出し、小さくて速い吐水群で刺激感をだすことで、量感と刺激感を両立させた快適性の高い洗浄を実現することができる。
【００８９】
なお、大きくて遅い吐水群および小さくて速い吐水群はそれぞれ十分な衝撃力を持っているため、脈動周期ＭＴに対して、約半分の周期の脈動に感じることができ、この感覚は、人間が識別できる感覚にくらべて十分短いため、洗浄の連続感とともに、刺激感と量感とを実感することができる。
【００９０】
次に、吐水群生成の現象について例示をする。
図９は、速度（初速）波形と、追付き曲線を示したタイミングチャートである。まず、追付き曲線について例示をする。追付き曲線とは、吐水されたタイミングと吐水された速度がそれぞれ異なる洗浄水であっても、この曲線上に載っていれば６０ｍｍ先の人体局部に同時に着水することを示している。すなわち、追付き曲線とは、所定の距離（本実施の形態においては６０ｍｍとした）にある着水位置に同時に着水させる際の速度と吐水タイミングとの関係を表すための仮想曲線である。
【００９１】
そして、この追付き曲線よりも遅い速度を持つ洗浄水は、後から来る速い速度の洗浄水に追付かれ、合体して同時に人体局部に着水することになる。したがって、速度波形において、Ｖ２の速度を基点として追付き曲線を重ねると（すなわち、Ｖ２の速度を基準に求められた追付き曲線を重ねると）、この追付き曲線よりも遅い速度の領域は、Ｖ２の速度を持つ洗浄水に全て追付かれることになり、積分した値が体積となる吐水群が生成され人体局部に着水することになる。この場合、吐水群の速度は、１２ｍ／ｓｅｃであり、吐水群量は、２１μリットルと大きな吐水群となる。
【００９２】
一方、Ｖ４を基点にひかれた追付き曲線（すなわち、Ｖ４の速度を基準に求められた追付き曲線）とその付近の速度波形では、追付き曲線よりも勾配が寝ていて、遅い領域「Ａ」（右側傾斜部）が非常に少なくなっている。この場合、吐水群の量は少ないものの、その分、追付く量が少ないため、遅い速度に速度が吸収されて遅くなることがなくなる。すなわち、吐水群の洗浄水量は少なくなるものの、遅い速度の洗浄水に速い速度の洗浄水の運動エネルギーが吸収されることが少なくなる。つまり、吐水断面積は小さいが速い吐水群が生成される。
【００９３】
この場合、吐水群の速度は１４ｍ／ｓｅｃであり、その洗浄水量は６μリットルである。これらのことより、つまり、刺激感が減衰せずに人体局部に着水することになる。これらのことより、吐水断面積の大きい吐水群では、洗浄水量が多くなるため多い水量で洗っているのと同じ感覚を得ることができる。また、吐水断面積が小さく速い速度の吐水群では、減速せずに人体局部に着水するために、刺激感を感じることができる。かつ、この吐水群（吐水断面積が小さく速い速度の吐水群）を速い周波数で人体局部に当てることによって、刺激感と量感を同時に感じることができる。
【００９４】
ここで、吐水断面積は、大きい吐水群で、およそ１２．６ｍｍ２となり、小さい吐水群で３．８ｍｍ２となっていて、吐水断面積が異なっている。このように、追付くことにより生成される吐水群の吐水断面積が相対的に異なる吐水群を生成ことで、刺激感と量感の異なる吐水群を生成し、個別に当てることで、刺激感と量感とを両立させることができる。
【００９５】
なお、洗浄水の追付きにより、およそ吐水孔の径で換算される吐水断面積よりも大きくなれば、吐水群となる。また、追付きによって生成される吐水群の吐水断面積が相対的に異なる吐水群が人体局部に着水する地点で生成されれば、異なる吐水群を生成したことになる。すなわち、人体局部に着水するまでの間に、吐水断面積が相対的に異なる吐水群が後から吐水された洗浄水の追付きによって生成されれば、異なる吐水群が生成されたことになる。
【００９６】
さらに、５Ｈｚ以上の不感帯周波数域において、それぞれの吐水群を少なくとも１回着水させることで、刺激感と量感とを同時に感じさせることができる。すなわち、脈動周波数は５Ｈｚ以上であればよい。
【００９７】
次に、本実施の形態における洗浄感について例示をする。
本発明者は、洗浄感が刺激感と量感とで表される感覚であると考え、それらは、吐水のもつ衝撃力Ｍ・Ｖに依存すると考えた。
【００９８】
ここで、刺激感とは、速い吐水が人体局部に当たることで、痛みに近い刺激を感じることであり、速度Ｖに依存する。
【００９９】
一方、量感は、吐水断面積Ｓ（重さＭ）の大きな吐水が十分な力を持って当たることで、太い水流が当たっていると感じる感覚であり、吐水の着水面積が大きいほど量感があると感じる。これらの物理量を全て満足させることで、快適な洗浄が実現可能である。
【０１００】
しかしながら、省エネルギーの観点から、現在主流となっている瞬間式熱交換器による温水生成では、洗浄水量が５００ｍｌ／ｍｉｎ以下になる。そのため、これらの物理量を全て満足させることは困難である。そこで、これらの物理量を全て満足させるため、吐水群の生成を検討した。
【０１０１】
図１０には、脈動推移の速度波形と生成される吐水群の形状の一例を示す。なお、その関係は一例であり、速度域の違いなどで、必ずしもこの関係で生成されるものではない。[I]の速い吐水群は、速度の立ちあがり勾配を追付き曲線の勾配よりも緩やかにすることで、追付く量を少なくした吐水群であり、速度は速いが洗浄水量が少ない。すなわち、刺激感はあるが、量感の少ない吐水群が生成される。
【０１０２】
[II]の大きい吐水群は、速度の立ち上がり勾配を追付き曲線の勾配に近くすることで、徐々に追付くことでまとまる吐水群である。この場合、速度は減速するので、刺激感はあまりないが、洗浄水量が多く、衝撃力も大きい吐水群が生成される。
【０１０３】
[III]の分散した吐水群は、速度の立ち上がり勾配を追付き曲線の勾配よりも急にすることで、遅い速度と速い速度との速度差が大きい状態で追付かせ、速い速度の吐水が先にある遅い速度の吐水を弾き飛ばすように吐水を分散させる吐水群である。この場合、見かけの吐水断面積が大きくなることで量感の多い吐水群が生成される。以上のように、異なる脈動流の生成によって、異なる種類の吐水群で異なる特徴を持った吐水を生成することができる。
【０１０４】
すなわち、異なる脈動流によって異なる形状と特徴を有する吐水群を生成することができる。しかしながら、一方で、刺激感や量感にかかわる物理量のいずれかがかけることになっていた。
【０１０５】
そこで、この種類の異なる吐水群を、意図的な繰返し吐水に基づく振動に人の知覚が追従できなくなる約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、少なくとも1回ずつ人体局部に着水させることで、それぞれの吐水が独立して、それぞれ物理量、感覚を作りだすが、それらが不感帯周波数域内で着水するため、全ての物理量を備える、すなわち、刺激感と量感がある吐水として感じさせることができる。
【０１０６】
つまり、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、異なる吐水群を少なくとも１回ずつ人体局部に着水させるようにした。この場合、異なる吐水群は、独自の物理量、感覚をそれぞれ独立して作り出すが、異なる吐水群は不感帯周波数域内において着水するため、全ての物理量を備える、すなわち、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。
【０１０７】
以上のように、吐水群の大きさや、速さ、追付き量を変えることにより、異なる物理量の吐水群を形成して、感覚の異なる吐水群を生成する。そして、この様な吐水群を独立させながら、短時間に人体局部に着水させることで、複数の感覚を備える吐水を実現している。
【０１０８】
ここで、その組合せの例について例示をする。図１１には、吐水群の組合せの例の模式図を示している。図１１（ａ）には、ｔ１の時に「大きな吐水群」が、ｔ２の時に「速い吐水群」が交互に生成し、独立して人体局部に着水させる様子を示している。
【０１０９】
このような吐水では、まず、吐水の追付く量を多くすることで、「大きな吐水群」が生成される。この場合（図１１（ａ）のｔ１の場合）、速い速度の部分は追付くことで減衰し、速度が遅くなるので、刺激感は乏しくなる。しかしながら、吐水群の吐水断面積の大きさが大きくなり、ある程度の面積を持ち、かつ衝撃力が大きくなっているので、量感を感じさせることができる。
【０１１０】
また、図１１（ａ）のｔ２の場合は、「速い吐水群」は、あとから追付く量を少なくすることで、吐水群の吐水断面積の大きさは小さいものの、吐水の速度の減速がない分、刺激感を維持した吐水とすることができる。そのため、刺激感を感じさせることができる。
【０１１１】
この２種類の吐水群を不感帯周波数域内（５Ｈｚ以上）でそれぞれを少なくとも１回ずつ着水させることで、刺激感と量感とを兼ね備えた吐水と感じさせることができる。
【０１１２】
図１１（ｂ）には、「分散した吐水群」と、「大きな吐水群」が交互に生成される様子を示している。この場合、「分散した吐水群」により非常に高い量感が得られる。その上、あとから、追付く量の多い「大きな吐水群」が生成されるので、衝撃力を十分もった吐水群を人体局部に当てることができる。そのため、体積を持ちある程度の速度を持つので、吐水の重さを感じさせることができる。なお、この場合、「大きな吐水群」は、「分散した吐水群」よりも速い速度で人体局部に当たるので、「分散した吐水群」よりも刺激感を与える吐水となる。そのため、「分散した吐水群」と「大きな吐水群」とによっても、刺激感と量感とを兼ね備えた吐水と感じさせることができる。
【０１１３】
図１１（ｃ）には、分散した吐水群と速い吐水群が交互に生成されているようすを示している。分散した吐水群で大きな量感を得るとともに、速い吐水群で刺激感を感じさせることができる。なお、これらの吐水群は、３つが組み合わさって生成されてもよく、それによって、非常に量感を高く、かつ刺激感の吐水が実現できる。
【０１１４】
すなわち、吐水群は、図７において例示をした形態だけではなく、図１１（ａ）〜（ｃ）に例示をした形態であってもよい。また、図１１（ａ）〜（ｃ）に例示をした３つの形態が組み合わさって形成されるようにしてもよい。「速い吐水群」や、「大きな吐水群」や、「分散した吐水群」等の異なる物理量の吐水群を組み合わせるようにすれば、非常に高い量感と刺激感を有する吐水をさせることができる。
【０１１５】
また、この場合、吐水群が形成される順番は例示をした以外の順番でも良いし、毎回順番が変わっても良い。また、吐水群が人体局部に着水するタイミングもかならずしも規則的である必要はなく、その間隔が異なっていてもよい。この場合、例えば、あらかじめ、脈動周期が変化するような周波数のテーブルを用意しておき、不感帯周波数域内において、周波数を変動させてもよい。また、不感帯周波数域内においてランダムに変動させてもよい。また、散発的に脈動を発生させてもよい。
【０１１６】
このように、本実施の形態においては、異なる吐水群により異なる感覚を生成し、不感帯周波数域内で複数の吐水群を当てて、異なる感覚をそれぞれの吐水群で生成することができる。すなわち、異なる物理量の吐水群を形成し、不感帯周波数域内において複数の吐水群を個別的に人体局部に当てることで、それぞれの吐水群により異なる感覚を感じさせることができる。
【０１１７】
なお、これらは、吐水群の一例であり、組合せも一例にすぎない。この場合、異なる吐水群により、異なる感覚を作り、足らない感覚、物理量を補うことで高い洗浄感を実現させる点が重要である。すなわち、異なる吐水群により異なる感覚を作りだすことで足らない感覚や物理量を補って、高い洗浄感を感じさせることができればよい。
【０１１８】
図１２は、洗浄水の圧力変動の様子を例示するためのグラフ図である。
なお、図１２（Ａ）は、図３に対応するものであり、圧力波形を実測したものである。この場合、洗浄水の圧力は、吐水口４０１もしくは４０２、または、これらに連通する洗浄渦室３０１もしくは３０２において測定した。また、圧力計としては応答性が高いものを用い、高いサンプリング周期で測定するようにした。また、図１２（Ｂ）は、図５に対応するものであり、脈動発生コイル７４ｄに印加されたパルス状の電圧の波形を表したものである。
図１３は、電圧印加のタイミング、プランジャの動作、圧力波形、吐水された洗浄水の状態を例示するための模式図である。なお、「吐水された洗浄水の状態」欄における上段の図は吐水直後の状態を表し、下段の図は人体局部に着水する直前の状態を表している。また、図中のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、圧力ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの場合にそれぞれ吐水された洗浄水を表している。
【０１１９】
図１３[Ｉ]に示すように、給水圧近傍からの積極的な加圧により高い圧力の領域を形成し、高い圧力の領域において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。高い圧力の領域においては速度を速くすることができるので、人体局部に到達するまでの時間を短くすることができる。そのため、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことが抑制される。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【０１２０】
この場合、ＯＮ時間をＴ１として図示しない脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると脈動発生コイル７４ｄに電流が流れるので、脈動発生コイル７４ｄが励磁されてプランジャ７４ｃが磁化される。そして、プランジャ７４ｃが磁化されると、プランジャ７４ｃは脈動発生コイル７４ｄの側、すなわち下流側へ引き付けられる。この下流側への引き付けによって洗浄水が加圧され、給水圧（例えば、０．１１０ＭＰａ程度）近傍の圧力ａから最も高い圧力ｂにまで上昇する。
すなわち、図１３に示すように、ＯＮ時間をＴ１として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると、洗浄水の圧力は給水圧近傍の圧力Ｐ３から最も高い圧力Ｐ４にまで上昇する。 この際、圧力が変動すると速度も対応するようにして変動する。
【０１２１】
ここで、前述したように、圧力Ｐ３（圧力ａ）に対応する速度Ｖ３と、圧力Ｐ４（圧力ｂ）に対応する速度Ｖ４との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が速い。
そのため、図１３[Ｉ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、先に速度Ｖ３で吐水された洗浄水ａに、後から速度Ｖ４で吐水された洗浄水ｂが追いつきにくい。その結果、速度Ｖ３で吐水された洗浄水ａと、速度Ｖ４で吐水された洗浄水ｂとがほとんど合体せず、吐水断面積の小さな吐水群として人体局部に着水することになる。この場合、速度Ｖ３、速度Ｖ４が速いので、吐水断面積が小さく速度の速い吐水群が生成されることになる。
【０１２２】
図１３[ＩＩ]に示すように、ＯＮ時間Ｔ１の後、電圧印加を停止すると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する。そのため、洗浄水の圧力は、圧力ｂから圧力ｃへと低下する。
この場合、圧力ｂにおいて先に吐水された洗浄水の速度は、圧力ｃにおいて後から吐水された洗浄水の速度よりも速い。
そのため、図１３[ＩＩ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、後から吐水された洗浄水が追い付くことができず、それぞれが人体局部に着水することになる。この場合、図１３[Ｉ]の場合と比べて洗浄水の速度、量が少なくなるので、刺激感と量感とを高めることに対する寄与が少なくなる。
【０１２３】
図１３[ＩＩＩ]に示すように、給水圧よりも低い圧力の領域にある時に「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始される。すなわち、圧力ｃにおいて吐水が開始される。
この場合、図１３[ＩＩ]に例示をしたように、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する際に洗浄水が引き込まれることで、圧力ｃが給水圧よりも低くなる。そのため、給水圧よりも低い圧力の領域を容易に形成することができる。 給水圧よりも低い圧力の領域においては速度を遅くすることができるので、人体局部に到達するまでの時間を長くすることができる。そのため、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
【０１２４】
また、図１３[ＩＶ]に示すように、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が行われる工程の後半において、ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する。ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加した場合においても、プランジャ７４ｃが引き付けられることで洗浄水が加圧され、圧力が上昇する。ただし、圧力が復帰途中であることと、Ｔ３の時間がＴ１よりも短いことにより、圧力は圧力ｂまでは高まらず、給水圧よりも少し高い第２のピークである圧力ｄまで上昇する。
すなわち、図１２に示すように、ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると、洗浄水の圧力は
圧力Ｐ４までは高まらず、給水圧よりも少し高い第２のピークである圧力Ｐ２まで上昇する。
【０１２５】
ここで、前述したように、圧力Ｐ１（圧力ｃ）に対応する速度Ｖ１と、圧力Ｐ２（圧力ｄ）に対応する速度Ｖ２との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が遅い。また、速度Ｖ２は速度Ｖ１より速度が速い。
そのため、図１３[ＩＩＩ]、[ＩＶ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、先に速度Ｖ１で吐水された洗浄水ｃに、後から速度Ｖ２で吐水された洗浄水ｄが追いつくことができる。その結果、速度Ｖ１で吐水された洗浄水ｃと、速度Ｖ２で吐水された洗浄水ｄとが合体し、吐水断面積の大きな吐水群となる。この場合、速度Ｖ１、速度Ｖ２は、速度Ｖ３、速度Ｖ４より速度が遅い。そのため、吐水断面積が大きく、かつ速度の遅い吐水群が生成されることになる。
【０１２６】
次に、図１３[Ｖ]に示すように、ＯＮ時間Ｔ３の後、電圧印加を停止すると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する。この場合、ＯＮ時間Ｔ３におけるプランジャ７４ｃの引き付け量が少ないので、復帰スプリング７４ｆの付勢力による移動量も少なくなる。そのため、ほぼ原位置近傍で静止する様な状態となる。 前述したように、圧力ｄは給水圧よりも少し高い程度であり、圧力ｅは給水圧程度であるため、この領域の圧力は給水圧近傍に維持されることになる。
【０１２７】
この場合、圧力ｄにおいて先に吐水された洗浄水ｄの速度と、圧力ｅにおいて後から吐水された洗浄水ｅの速度とはほぼ同等となる。
そのため、図１３[Ｖ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、後から吐水された洗浄水ｅが追い付くことができず、それぞれが人体局部に着水することになる。
【０１２８】
ここで、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けることで、洗浄水ｃ〜洗浄水ｄと、洗浄水ａ〜洗浄水ｂと、の間に十分な時間の開きを設けることができる。そのため、洗浄水ｃ〜洗浄水ｄにより生成された「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と、洗浄水ａ〜洗浄水ｂにより生成された「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。
このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることもできる。
【０１２９】
また、給水圧近傍からの積極的な加圧を行うことで圧力ｂ（圧力Ｐ４）をより高めるようにすれば、その後に形成される圧力ｃ（圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、前述した「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。
また、圧力が給水圧へと復帰する際に積極的な加圧を行うようにすれば、迅速、かつ安定的に給水圧近傍の圧力を得ることができる。
【０１３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。図１４には、脈動発生機器に印加される電圧波形を、図１５には、脈動発生機器によって生じるノズル先端の圧力変動のタイミングチャートを、図１６には、圧力変動によって生じる吐水の速度（初速）変化のタイミングチャートを示す。
また、図１７は、脈動発生機器と洗浄ノズルユニットを例示するための模式図である。この場合、電源７６はプラス側及びマイナス側の電圧を印加可能なものとされている。
なお、これら以外の構成は、第１の実施形態に係るものとほぼ同じであるため、第２の実施形態における前述の第１の実施形態と同じ構成要素の詳細な説明は省略する。
【０１３１】
脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄには、図１４に示すように、１周期中にプラス側の電圧と、そのあと、マイナス側の電圧が加わる電圧波形が印加されている。次に、この電圧波形によって生じる吐水の状態について例示をする。
【０１３２】
図１６には、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）のタイミングチャートを示しており、図１５の圧力値を基に算出したものである。図１６に示す速度（初速）の変化の様子を、脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作に従って例示をする。
【０１３３】
図１４のＯＮ時間Ｔ１において、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄにプラス側の電圧が印加され電流が流れると、脈動発生コイル７４ｄが励磁され、プランジャ７４ｃは磁化されて下流側へ引き付けられる。この下流側への引き付けによって、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーが蓄えられる。また、それと同時に洗浄水が加圧されて、洗浄水の圧力が最も高い圧力Ｐ４に達する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は最も高くなる（Ｖ４）。
【０１３４】
その後、ＯＦＦ時間Ｔ２において電圧の印加が停止されると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えるので、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けてプランジャ７４ｃが原位置方向へ復帰する。また、同時に圧力は低下する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は遅くなる。さらにその後、ＯＮ時間Ｔ３において、マイナス側の電圧が印加されることによって、プランジャ７４ｃの復帰速度が速くなる。その結果、プランジャ７４ｃは原位置を越えて、上流側まで達し、緩衝スプリング７４ｅを圧縮させる。
【０１３５】
このとき、復帰速度が速まったことで、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１に達するまでの時間を短くすることができる。また、それとともに、原位置を越えて上流側まで達するため、ボトム速度Ｖ１がさらに低くなる。なお、復帰速度が速くなる原理とその効果については、後述する。その後、ＯＦＦ時間Ｔ４において緩衝スプリング７４ｅの付勢力を受けて、プランジャ７４ｃが原位置に向って再度復帰する。
【０１３６】
このとき通常であれば給水圧まで復帰するだけだが、緩衝スプリング７４ｅの付勢力および洗浄水の流入により、圧力は給水圧を超えて第２のピーク圧力Ｐ２まで達する。したがって、速度も給水圧時よりも速い第２のピーク速度Ｖ２が現れることになる。
また、第２のピーク速度Ｖ２と、再度プランジャ７４ｃが励磁されるタイミング（速度がＶ３となった時点）との間には、入水圧時の速度Ｖｉｎ付近で吐水される期間が一定時間生じることになる。
【０１３７】
ここで、脈動発生コイル７４ｄに印加する電圧波形のタイミングは、例えば、脈動の周波数を５０Ｈｚとした場合、脈動周期ＭＴは２０ｍｓｅｃとなる。その場合、ＯＮ時間Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ２を１ｍｓｅｃ、ＯＮ時間Ｔ３を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ４を１３．２ｍｓｅｃに設定することができる。ただし、周波数、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、加える電圧波形は矩形波だけでなく、図１８に示すようなＳｉｎ波形でもよい。その際、位相制御で、マイナス側の途中まで電圧を印加することにより、前述した効果を得ることも可能である。
【０１３８】
ここで、マイナス側の電圧を印加したことにより、得られる効果について例示をする。脈動発生コイル７４ｄは、電流が流れることにより励磁される。それにより、プランジャ７４ｃは磁化され、磁化されたプランジャ７４ｃは復帰スプリング７４ｆを圧縮しつつ、下流側へ引き付けられる。その後、電流が切れると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消え、プランジャ７４ｃの磁力が小さくなるので、復帰スプリング７４ｆの付勢力によりプランジャ７４ｃは原位置まで復帰する。
【０１３９】
その際、脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えてもプランジャ７４ｃの磁力が残り、残留磁気が発生する。この残留磁気により、復帰スプリング７４ｆの付勢力とは逆の方向（下流側）に力が発生する、すなわち、残留磁気の影響で、原位置までの復帰を妨げる方向に力が発生することになる。
【０１４０】
図１９は、残留磁気が発生している場合に脈動発生コイル７４ｄに流れる電流の時間変化を示している。
図１９に示すように、電圧値が０Ｖ（ゼロボルト）になっても、電流値はすぐには０Ａ（ゼロアンペア）にはならず、電流がだらだらと流れている（電流値が漸減している）ことがわかる。これは、脈動発生コイル７４ｄ内に残留電荷が蓄えられ、それが放出されることで起っている。この残留電荷によって、残留磁気が生じ、その結果、プランジャ７４ｃの復帰時に逆方向に力を発生させていたことがわかる。
【０１４１】
この状態で、マイナス側の電圧を印加することにより、脈動発生コイル７４ｄには逆の電流がながれ、コイル励磁されたときには、逆磁界が発生し、残留磁気を即座に小さくすることができる。すなわち、図１４のＯＮ時間Ｔ３における場合のようにマイナス側の電圧を印加するようにすれば、脈動発生コイル７４ｄには逆向きの電流が流れるので逆向きの磁界を発生させることができる。そのため、この逆向きの磁界により残留磁気を即座に小さくすることができる。
【０１４２】
このときの脈動発生コイル７４ｄに流れる電流の様子を示した図を図２０に示す。図２０より、脈動発生コイル７４ｄに加わる電圧が０Ｖになったのとほぼ同時に電流も０Ａ（ゼロアンペア）になっていることが分かる。その結果、残留磁気の影響を少なくすることができ、プランジャ７４ｃの原位置までの復帰速度を高めることができる。
【０１４３】
そのため、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１までに移行する時間を短縮し、かつ、ボトム速度Ｖ１を低くすることができる。そして、ボトム速度Ｖ１を低くすることができるので、ボトム速度Ｖ１から給水圧時の速度に戻る際に、反動により第２のピーク速度Ｖ２を形成することができる。
【０１４４】
また、さらに、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１への時間間隔を短縮することは、圧力の下降（速度の下降）は、吐水群が生成されないため、洗浄にはあまり寄与しない領域となるが、その領域を短縮させることができる。すなわち、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１への時間間隔を短縮することで、吐水群が生成されず洗浄にはあまり寄与しない圧力が下降（速度が下降）する領域を小さくすることができる。
【０１４５】
また、ボトム速度Ｖ１から第２のピーク速度Ｖ２に達する領域を早く作ることができ、第２のピーク速度Ｖ２と次の加圧のタイミングである速度Ｖ３の間に十分な空き時間をつくることができ、大きさの異なる吐水群のできる間隔を十分に広げることにも繋がる。すなわち、ボトム速度Ｖ１から第２のピーク速度Ｖ２に達するまでの時間を短くすることができるので、第２のピーク速度Ｖ２となる時点と次の加圧のタイミングである速度Ｖ３となる時点との間隔を広くすることができる。そのため、物理量の異なる吐水群が生成される間隔を十分に広げることができるようになる。
これは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能になる。
【０１４６】
なお、残留磁気を低減させる方法は、マイナス電圧をかける方法に限ったものではない。
図２１は、残留電荷消費回路が設けられている場合を例示するための模式図である。
【０１４７】
図２２は、残留電荷消費回路を例示するための模式回路図である。
図２１、図２２に示すように脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する電源７７と、それとは別に、スイッチングトランジスタ７９によって、脈動発生コイル７４ｄの電圧がＯＦＦになったタイミングで切り替わり、コンデンサによって残留電荷を消費する残留電荷消費回路７８とによっても同様の効果をえることができる。
すなわち、脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する電源７７と、脈動発生コイル７４ｄへの電圧印加が停止されたタイミングで切り替えを行うスイッチングトランジスタ７９と、残留電荷を消費するためのコンデンサ１００を設けた残留電荷消費回路７８と、を備えるようにしてもよい。
この場合、図２２に示すように、脈動発生コイル７４ｄに電圧が印加された状態（ＯＮ状態）の場合には、図中の回路電流１０１が流れる。そして、脈動発生コイル７４ｄへの電圧印加が停止（ＯＦＦ状態）された場合には、スイッチングトランジスタ７９を切り換えることで回路電流１０２を流し、コンデンサ１００により残留電荷を消費させるようにしている。
なお、その他、スナバ回路や、ブリッジ回路によって、電圧ＯＦＦ時の電流値を抑えるようにしてもよい。
【０１４８】
また、プランジャ７４ｃの復帰速度を速める方法としては、残留磁気を低減する方法に限ったものではない。図２３には、プランジャ７４ｃの復帰速度を速めるための脈動発生機器の変形例を示している。
【０１４９】
図２３に示すように、脈動発生機器７４ａの脈動発生コイル７４ｄに対して、上流側に第２コイル７４ｋを設ける。すなわち、脈動発生機器７４ａには、脈動発生コイル７４ｄと、脈動発生コイル７４ｄの上流側に設けられた第２コイル７４ｋとが備えられている。脈動発生コイル７４ｄおよび第２コイル７４ｋには、位相の異なる単純な矩形波が印加される。これによって、プランジャ７４ｃが復帰するタイミングで第２コイル７４ｋに電圧が印加されるため、プランジャ７４ｃは、第２コイル７４ｋに吸引されることになる。そのため、プランジャ７４ｃの復帰速度を速めることができるので、前述した場合と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
なお、第２コイル７４ｋを設けてプランジャの復帰速度を速める方法と、第２の実施形態において例示した２つのパルスの生成は、組合せて用いてもよい。すなわち、第２コイル７４ｋを設けてプランジャの復帰速度を速める方法と、プラス側の電圧とマイナス側の電圧が加わる電圧波形を用いてプランジャの復帰速度を速める方法と、を組合せて用いてもよい。そのようにすれば、大きな吐水群をより大きく、速い吐水群をより速くすることに繋がり、刺激感と量感をより高めることが可能となる。
【０１５１】
以上に例示をしたように、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する第２の制御の後に、洗浄ノズルの内圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部は種々の手段を採用することができる。例えば、時間短縮部を前述した残留磁気を低減させることができるものとしたり、前述した第２コイル７４ｋとしたりすることができる。
なお、時間短縮部は、第２の制御において、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行い、この第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮するものとすることができる。
【０１５２】
次に、第３の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。
図２４は、蓄圧部が設けられている場合を例示するための模式図である。なお、前述したものと同様の構成要素には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
図２４に示すように、脈動発生機器７４と流量調節兼流路切替弁８１とは蓄圧部７５ａで接続されている。また、流量調節兼流路切替弁８１と洗浄ノズル８２とは蓄圧部８６ａで接続されている。
【０１５３】
蓄圧部７５ａ、８６ａは、水圧を受けると弾性変形するものとすることができる。例えば、樹脂やゴムなどから形成されたチューブなどとすることができる。
水圧を受けて蓄圧部７５ａ、８６ａに蓄えられた弾性エネルギーは、洗浄水の加圧を補助するために利用することができる。特に、圧力の低い領域においては洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。例えば、図２４の「Ｂ」に示す領域においては洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。
【０１５４】
この場合、蓄圧部７５ａ、８６ａの加圧作用を利用すれば、「Ｂ」に示す領域における電圧印加の時間を「Ｃ」に示すように短くすることができる。そのため、消費電力を低減させたり、脈動発生機器７４の発熱量を低減させたりすることができる。
なお、図２４に例示をしたものは、蓄圧部７５ａと蓄圧部８６ａとを設けるようにしたが、少なくともいずれかが設けられるようにすることができる。
また、蓄圧部７５ａ、８６ａに蓄えられる弾性エネルギーは、材料のバネ定数などを適宜選択することで変更することができる。
【０１５５】
次に、第４の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。
図２５は、残留電荷消費回路と蓄圧部とが設けられている場合を例示するための模式図である。なお、前述したものと同様の構成要素には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
本実施の形態においては、図２５中の「Ｄ」に示す領域に対応するタイミングにおいて、残留電荷消費回路７８の作用により残留磁気を低減させることができる。また、「Ｂ」に示す領域においては、蓄圧部７５ａ、８６ａの作用により洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。また、「Ｅ１」、「Ｅ２」に示す領域においては、脈動発生機器７４の作用により洗浄水の加圧を積極的に行うことができる。
なお、残留電荷消費回路７８、蓄圧部７５ａ、８６ａ、脈動発生機器７４に関する作用、効果の詳細は前述したものと同様のため省略する。
【０１５６】
また、変形例として、洗浄ノズル８２の先端部（図４中の旋回渦室３０１、３０２）から空気を混入させることができるように、図示しない空気混入部を設けるようにしても良い。空気混入部は、強制的に空気を導入するエアポンプによって加圧された空気が、洗浄ノズル８２の先端に連結されたチューブから混入されるようなものとすることができる。この場合、脈動発生機器によって生じる圧力変動（図６を参照）に合わせてエアポンプを制御することによって、加圧された空気が混入されるタイミングを合わせるようにすることができる。
【０１５７】
例えば、速度の遅い領域の立ちあがり勾配の範囲において空気が混入されるように、脈動発生機器に加わる電圧波形に基づいて、エアポンプを同期制御するようにすることができる。これによって、大きい吐水群が生成されるタイミングにおいて空気が混入されると、吐水群は分散されて、広範囲に広がる。つまり、空気によって見かけの吐水断面積が増大し、結果、量感が高くなる。
【０１５８】
一方、速度の速い領域においては、空気を混入させないようにすれば、速い速度の洗浄水が分散されることなく吐水され、速度を維持したまま人体局部に着水する。これによっても、より量感の高い状態で、刺激感と量感を両立させることができる。なお、空気混入部を洗浄ノズル８２の先端に設けているため、空気を効率よく混入させることが可能となる。また、速度の速い領域では必要以上に空気が混入しないため、空気のダンパー効果によって刺激感が減衰することを防ぐこともできる。
【０１５９】
なお、空気混入部の配設位置は、洗浄ノズル８２の先端に限ったものではなく、洗浄ノズル８２の上流側の配管に空気が混入できるように設けてもよい。また、空気混入部は、必ずしも強制混入できるものである必要はなく、自然吸入を用いたものであっても良い。なお、自然吸入を用いる場合には、洗浄水内に気泡として空気を混入させることになる。洗浄水内に気泡として空気を混入させれば、吐水群の体積を増大させることが可能となる。その結果、量感をより高めた状態で、刺激感と量感を両立させることが可能となる。
【０１６０】
以上例示をしたように、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を異ならせることで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成するようにしている。
すなわち、制御部１０は、第１の制御（「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する制御）と、第２の制御（「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する制御）と、を実行し、第１の制御による洗浄水の吐水と、第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より低くされ、第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より高くされ、第１の制御と、第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成されている。
【０１６１】
そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」により量感を感じさせることができる。また、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」により刺激感を感じさせることができる。
その結果、限られた水量であっても、多くの水量で洗浄されているような量感と刺激感とを感じさせることができる快適性の高い衛生洗浄装置を実現することができる。
この場合、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、前述した「異なる吐水群」を少なくとも１回ずつ人体局部に着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。
【０１６２】
また、第１の制御においては、給水圧より低い圧力領域を形成し、給水圧より低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での吐水時の初速を下げて、追付き量を増加させ、第２の制御においては、給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での吐水時の初速を第１の制御の場合より高めるように構成されている。
【０１６３】
また、前記圧力変動部は単一の圧力変動部であって、制御部１０は、前記第１の制御において、給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、前記第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うようになっている。この様にすれば、１つの脈動発生機器（圧力変動部）７４により「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成することができる。そのため、脈動発生機器（圧力変動部）７４の構造を一層簡単にすることができる。また、一つの脈動発生機器（圧力変動部）７４を用いて給水圧より少なくとも低い圧力領域で前記第１の加圧を行い、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で第２の加圧を行うという簡単な制御構成で吐水時の初速を適切な値に設定することができる。すなわち、第１の加圧による吐水と第２の加圧による吐水とにおける吐水時の初速にメリハリのある速度差を設定することができる。
【０１６４】
また、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する制御と、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する制御との間に「所定の待ち時間」を設けている。すなわち、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けている。そのため、速度Ｖ２で吐水された洗浄水と、速度Ｖ４で吐水された洗浄水と、の間に十分な時間の開きを設けることができる。その結果、「異なる吐水群」を、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることもできる。
【０１６５】
また、給水圧よりも低い圧力の領域にある時に「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始されるようにしている。そのため、速度を遅くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
また、ボトム速度Ｖ１から戻る際（圧力が給水圧へと復帰する際）の反動により形成された給水圧よりも高い領域をさらに利用することで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【０１６６】
一方、給水圧近傍からの積極的な加圧により高い圧力の領域を形成し、高い圧力の領域において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。そのため、速度を速くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことを抑制することができる。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【０１６７】
また、給水圧近傍からの積極的な加圧を行うことで圧力Ｐ４をより高め、その後に形成される圧力Ｐ１をより低くするようにしている。そのため、前述した「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。
また、圧力が給水圧へと復帰する際に積極的な加圧を行うようにしている。そのため、迅速、かつ安定的に給水圧近傍の圧力を得ることができる。
【０１６８】
脈動発生機器（圧力変動部）７４と、洗浄ノズル８２と、の間に設けられた洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部をさらに備え、蓄圧部は、前記第２の制御において洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記第１の制御において蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。この場合、第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行い、この第２加圧によって蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されるようにすることができる。
この様にすれば、第２の制御において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する際の高い圧力の一部を蓄圧し、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する際に蓄圧された圧力を利用するようにすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実かつ効率的に生成することができる。
【０１６９】
蓄圧部は、洗浄水圧が給水圧よりも低くなった際に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにすることができる。この様な蓄圧部は材料のバネ定数などを適宜選択することで形成することができる。この様な蓄圧部を設けるようにすれば、より低い洗浄水圧において蓄圧された圧力を洗浄水に付与することができるので、より低い圧力、すなわち、より遅い速度において吐水を開始させることができる。そのため、追付き量を増加させることができるので、より大きな「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができる。
【０１７０】
また、蓄圧部は、脈動発生機器（圧力変動部）７４と、洗浄ノズル８２と、を接続する給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されているものとすることができる。 このようにすれば、弾性変形可能なホースという簡単な構成により蓄圧部を形成することができる。
【０１７１】
また、第１の制御において、給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、蓄圧部による圧力の付与が行われるとともに、第１の加圧が行われるようにすることができる。この様にすれば、蓄圧部による加圧と第１の加圧の双方で「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができるので、所定の大きさの「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」をより確実に生成することができる。
【０１７２】
また、第１の加圧は、第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われるようにすることができる。第１の加圧を工程の後半に行うことで、蓄圧部による加圧とのタイミングをずらすことができる。すなわち、蓄圧部による加圧と第１の加圧とを並列的ではなく直列的に行うようにすることができる。そのため、洗浄水の速度が上昇することを抑制することができ、速度が低い吐水をより長い時間行うことができる。その結果、所定の大きさの「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」をより確実に生成することができる。
【０１７３】
また、第１の加圧が行われる時間を第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御することができる。その様にすれば、第１の制御における加圧時間を短くすることができるので、圧力変動部の小型化を図ることができる。また、制御時間短縮による装置寿命の延命を図ることができる。
【０１７４】
また、洗浄ノズル８２の内圧力が給水圧となった際に、前記待ち時間を終了させるようにすることができる。
そのようにすれば、待ち時間の後に行われる前記第２の制御を圧力が安定した状態から開始させることができる。そのため、第２の制御における加圧エネルギーを洗浄水の加速に効率よく使うことができるので、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の速度を確実に高めることができる。
【０１７５】
また、前記第１の制御による着水と、前記第２の制御による着水と、の相互の間隔が同じになるような待ち時間が設定されているようにすることができる。
そのようにすれば、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とが人体局部へ着水する時間間隔が等しくなるので、より連続感を感じさせることができる。
【０１７６】
また、１つの脈動発生機器７４を用い、その動作タイミングを制御することで「異なる吐水群」を生成するようにしている。また、「異なる吐水群」の生成の条件が適正となるように制御している。そのため、衛生洗浄装置１の小型化、簡素化、低価格化などを図ることができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 衛生洗浄装置、１０ 制御部、５０ 入水側弁ユニット、６０ 熱交換ユニット、７０ 脈動ユニット、７４ 脈動発生機器（圧力変動部）、７４ａ 脈動発生機器、７４ｂ シリンダ、７４ｃ プランジャ、７４ｄ 脈動発生コイル、７５ａ 蓄圧部、８０ 洗浄ノズルユニット、８２ 洗浄ノズル、８６ａ 蓄圧部、４０１ 吐水孔、４０２ 吐水孔
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般に、衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄水による洗浄を行うことで人体局部を清潔にできることから、衛生洗浄装置の普及が急速に進んでいる。
ここで、使用水量を少なくしても心地良い洗浄感が得られるように、給水源より得られる吐水圧よりも高い圧力が間欠的に発生するような脈動推移を起こさせる圧力発生部を備えた衛生洗浄装置が提案されている（特許文献１を参照）。
この特許文献１に開示がされた衛生洗浄装置によれば、圧力の脈動推移を起こすことにより、速度が増加し、かつ脈動流が繰返し現れるような吐水を行なうことができる。
【０００３】
そのため、吐水後に速度の異なる部位が合体した大きな吐水群を人体局部に着水させることができる。すなわち、速い速度を持つ部位が、その前に吐水された遅い速度を持つ部位に追いつくことで大きな吐水群が形成され、吐水時は少ない水量であっても人体局部に着水する時点では大きな吐水群となっているため少ない水量でも心地良い洗浄感を与えることができるという優れた技術を開示したものである。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、刺激感（速い速度の洗浄水で強く洗浄されている感じ）と量感（大量の洗浄水で洗浄されている感じ）とがトレードオフの関係になってしまうという問題があった。具体的には、吐水の速度差によって大きな吐水群としていくことで吐水の速度が低下してしまうため量感は向上するものの刺激感が低下し、反対に刺激感を高めると量感が低下するものとなっており、より高い洗浄感を与えるためには更なる改良が望まれるものであった。本発明者らは、より高い洗浄感を少ない洗浄水量で提供することができないかを鋭意研究開発を行っていたものである。
【０００５】
なお、ここで、本発明者らは、量感と刺激感を両立させた高い洗浄感を実現するために、特許文献２のような技術の検討も行なってきた。
【０００６】
特許文献２には、オリフィス部から噴出された洗浄水は吐水孔に向かってまっすぐに噴出され、空気吸引部を通過し、吐水孔から吐水される衛生洗浄装置が開示されている。（特許文献２の[請求項１]、[０００６]〜[００１４]段落、図２等を参照）
この特許文献２に開示された衛生洗浄装置によれば、噴流による空気の吸込効果（エジェクタ効果）により吸い込まれた空気によって連続吐水される洗浄水の表面が乱され、洗浄水に細い部位と太い部位とが形成される。洗浄水が太くなった部位は、言い換えると洗浄水が密となり、人体局部に着水した際に量感を感じさせる吐水となっている。さらに、エジェクタ効果を生じさせるオリフィス部から吐水孔に向けてまっすぐに噴出されるので、洗浄水がノズル内壁面に衝突することによるエネルギー損失を低減できる、すなわち洗浄水の減速による刺激感の低下を抑制することができるものである。従来の連続吐水の衛生洗浄装置と比して、量感と刺激感を両立した高い洗浄感を与えることができる優れた技術である。
【０００７】
しかしながら、この特許文献２に開示がされた技術において、連続吐水を行なう構成であるために使用される水量が多く必要であるという問題に加え、エジェクタ効果を生じさせる装置が必要となるために装置の大型化やコストの面で課題があった。また、エジェクタ効果によって洗浄水の表面の乱れを生じさせることで量感を作り出し、給水圧によって得られる洗浄水の速度低下の程度を抑えることで刺激感を作り出す構成であるため、量感と刺激感のメリハリを高くつけることに限界があり、高いレベルでの洗浄感を与えるという観点においても改良が望まれるものであった。
【０００８】
また、同じく特許文献２には、オリフィス部から噴出された洗浄水は吐水孔に向かってまっすぐに噴出され、共振室を通過し、吐水孔から吐水される衛生洗浄装置が開示されている。（特許文献２の[請求項８]、[００２６]〜[００２７］段落、図１３等を参照）
この特許文献２に開示された衛生洗浄装置によれば、オリフィス部から洗浄水が噴出されると共振室内が負圧となり、洗浄水が共振室の負圧に引っ張られて円錐状に断面積が広がった吐水となる。一方で、共振室内が一定以上の負圧になると吐水孔から大気が引き込まれて共振室内が正圧となり、吐水はオリフィス部から噴出されたままの直線状の吐水となる。この円錐状に断面積が広がった吐水が人体局部に着水すると量感を感じ、直線状の吐水が人体局部に着水すると刺激感を感じるものであるが、円錐状に断面積が広がった吐水と直線状の吐水とが交互に繰り返し行なわれることで、従来の連続吐水の衛生洗浄装置と比して、量感と刺激感を両立した高い洗浄感を与えることができる優れた技術である。
【０００９】
しかしながら、この特許文献２に開示がされた技術においては、連続吐水を行なう構成であるために使用される水量が多く必要であるという問題に加え、共振室の負圧によって洗浄水の断面積を広げることで量感を作り出し、給水圧によって得られる洗浄水の速度低下の程度を抑えることで刺激感を作り出す構成であるため、量感と刺激感のメリハリを高くつけることに限界があり、高いレベルでの洗浄感を与えるという観点においても改良が望まれるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３２６４２７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、少ない使用水量で刺激感と量感をともに高めることができ、今までにない高いレベルの心地良い洗浄感を与えることができる優れた衛生洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、給水された洗浄水を人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、吐水孔を有する洗浄ノズルと、所定圧以上の給水圧から加圧および減圧を行うことで前記吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部と、前記圧力変動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、第１の制御と、第２の制御と、を実行し、前記第１の制御による洗浄水の吐水と、前記第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、前記第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、前記第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、前記第１の制御と、前記第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成され、さらに、前記第１の制御においては、前記給水圧より低い圧力領域を形成し、前記低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を下げて、前記追付き量を増加させ、前記第２の制御においては、前記給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を前記第１の制御の場合より速めるように構成されていることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１３】
この衛生洗浄装置によれば、吐水時の速度差を利用して吐水群を大きくするという技術を採用することで使用水量を大きく抑えた上で心地良い洗浄感を提供することができる。また、刺激感を高めた吐水と量感を高めた吐水が同一の吐水孔から交互に吐水される構成であるため使用水量を大きく低下させることができる。また、人体局部への着水位置も同じにできることから、刺激感と量感を兼ね備えた吐水が行われていることを確実に使用者に感じさせる事ができるので、高いレベルでの洗浄感を与えることができるものである。言い換えると、刺激感を高めた吐水と量感を高めた吐水の着水位置が異なる場合、使用者は刺激感を強く感じてしまって量感がないように感じてしまうという問題を確実に回避させることができるものである。
【００１４】
さらに、圧力変動部による加圧だけでなく、給水圧を中心に加圧、減圧するという構成の採用によって速度差の大きいメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを簡単に生成することができるようになっているものである。
【００１５】
すなわち、給水圧より低い圧力領域を作り出し、この領域において吐水を行うという簡単な構成によって「吐水の圧力」を下げた状態で吐水がされるため、第１の吐水が始まる時点での吐水時の初速を確実に大きく下げることが可能になっているものである。これによって吐水された洗浄水が人体局部に到達するまでの時間を長くすることが可能となり、吐水された洗浄水をより多く合体させて「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実に生成することができるようになっているものである。
一方、給水圧より高い圧力領域を作り出し、この領域において吐水を行うという簡単な構成によって「吐水の圧力」を上げた状態で吐水がされるため、第２の吐水が始まる時点での吐水時の初速を確実に大きく上げることが可能となっているものである。これによって吐水された洗浄水が人体局部に到達するまでの時間を短くすることが可能となり、吐水された洗浄水の合体を抑えて「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を、大きな加圧力を加えることなく確実に生成することを可能にしたものである。
【００１６】
これにより、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを用いた洗浄を行うことができるというだけでなく、少ない水量で、大きな速度差を与えることが可能となる。また、よりメリハリのある吐水を簡単な構成で確実に行うことができるようになる。また、刺激感と量感とを兼ね備えたメリハリのある吐水が行え、今までにない高いレベルでの洗浄感を与えることができるようになったものである。
【００１７】
なお、ここで言う、「交互に吐水」とは、第１の吐水と第２の吐水を、完全に順番に吐水させるものに限定されるものではなく、第１の吐水と第２の吐水との間に、第１の吐水あるいは第２の吐水を挟んで吐水させるものも交互と表現させているものである。
また、第１の制御による吐水時の初速の少なくとも一部が第２の制御による吐水時の初速よりも遅くされ、第２の制御による吐水時の初速の少なくとも一部が第１の制御による吐水時の初速よりも速くされていればよい。
【００１８】
また、第２の発明は、第１の発明において、圧力変動部は単一の圧力変動部であって、前記制御部は、前記第１の制御において、前記給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、前記第２の制御において、前記第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、更に、１つの圧力変動部により「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成する構成であるため一層構造を簡単にできるとともに、その単一の圧力変動部が給水圧より少なくとも低い圧力領域で第１の加圧を行い、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で第２の加圧を行うという簡単な制御構成で吐水時の初速を適切な値に設定することができる。すなわち、第１の加圧による吐水と第２の加圧による吐水とにおける吐水時の初速にメリハリのある速度差を設定することができる。
【００１９】
また、給水圧より少なくとも低い圧力の領域にある時に第１の加圧を行い「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始されるようにしている。そのため、速度を遅くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
この場合、後述するボトム速度から戻る際（圧力が給水圧へと復帰する際）の反動により形成された給水圧よりも高い領域をさらに利用することで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００２０】
一方、給水圧より少なくとも高い圧力領域において第２の加圧を行い「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。そのため、速度を速くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことを抑制することができる。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【００２１】
また、第２の加圧（給水圧近傍からの積極的な加圧）を行うことで最高到達圧力（後述する圧力Ｐ４）をより高めることができるので、その反動を利用してその後に形成される最低圧力（後述する圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、後述する「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。またこのことは、「給水圧よりも低い圧力の領域」を広くすることができることにもなる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができることになるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００２２】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記制御部は、前記第１の制御における前記第１の加圧の後、予め定められた所定の待ち時間を経過した後に前記第２の制御における前記第２の加圧を行うこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２３】
この衛生洗浄装置によれば、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成と、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成との間に積極的に待ち時間を設けることで、速度の速い吐水群が速度の遅い速度群に追い付いてしまうことを防止できるため、それぞれが分離された状態で確実に人体局部に着水させることができ、少ない水量で刺激感と量感とを兼ね備えた極めて良好な洗浄感を与えるができる。
【００２４】
すなわち、待ち時間を設けることで、第１の加圧により吐水された洗浄水と第２の加圧により吐水された洗浄水との間に十分な時間の開きを設けることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。また、異なる吐水群を分離された状態で確実に人体局部に着水させることができるので、少ない水量でも刺激感と量感とを兼ね備えた極めて良好な洗浄感を与えるができる。
【００２５】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記圧力変動部と、前記洗浄ノズルと、を接続する給水管路に洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部を備え、前記第２の制御における前記第２加圧によって前記蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において前記蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置は、第２の加圧による高い圧力を蓄圧するという技術を加えることによって、制御を一層簡単にすることを可能にするとともに、圧力変動部の仕事量を減らすことができるので圧力変動部の耐久性をも向上させることができるようになったものである。具体的には、第２の加圧による蓄圧力を、給水圧より低くなった第１の制御領域で開放させることによって、この蓄圧力を「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成するのに寄与させるようにしたものである。これによって、蓄圧力を第１の加圧と協働させることが可能となるため、上記効果を奏することができるようになったものである。これによって極めて実用上優れた装置を簡単に提供できるようになることは言うまでもない。
【００２６】
また、蓄圧部は、洗浄水圧が給水圧よりも低くなった際に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。この様な蓄圧部は材料のバネ定数などを適宜選択することで形成することができる。この様な蓄圧部を設けるようにすれば、より低い洗浄水圧において蓄圧された圧力を洗浄水に付与することができるので、より低い圧力、すなわち、より遅い速度において吐水を開始させることができる。そのため、追付き量を増加させることができるので、より大きな「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができる。
【００２７】
また、第５の発明は、第４の発明において、前記蓄圧部は、前記給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されてなること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置においては、蓄圧部を弾性変形可能なホースにするという簡単な構成としているので、第４の発明の実施形態が有する優れた効果を極めて簡単な構成で実用化できるようになるものであり、合わせて衛生洗浄装置の小型化や低コスト化をも図ることができるものである。
【００２８】
また、第６の発明は、第４の発明において、前記第１の制御において、前記蓄圧部による前記圧力の付与が行われるとともに、前記制御部による前記第１の加圧が行われること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、蓄圧部による加圧と第１の加圧の双方で「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成するようにしているので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を第１の加圧による圧力の付与を抑えた形で確実に生成することができる。
【００２９】
すなわち、第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧が行われるので、この第２の加圧によって生じる高い圧力を蓄圧し、第１の加圧において蓄圧部に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。そのため、第１の加圧のみにより「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する場合と比べて、制御の簡素化を図ることができる。また、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実かつ効率的に生成することができる。また、圧力変動部の仕事量を減らすことができるので、圧力変動部の耐久性をも向上させることができる。
【００３０】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記制御部による前記第１の加圧は、前記第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われること、を特徴とする請求項６記載の衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、第１の加圧を工程の後半に行うことで、蓄圧部による加圧とのタイミングをずらすことができる。すなわち、蓄圧部による加圧と第１の加圧とを並列的ではなく直列的に行うように工夫したものである。これにより、二つの加圧力が同時に作用することによる洗浄水の吐水速度の急激な上昇を抑制し、吐水から着水までの時間が短くなって吐水群が大きくならないという問題を回避したものである。反対に、直列にしたことによって速度が遅い吐水をより長い時間行うことができるようになることから、洗浄水の重なりを多くでき、より少ない水でよりメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を簡単な制御で確実に生成できるようにしたものである。
【００３１】
また、第８の発明は、第２の発明において、前記制御部は、前記第１の制御における第１の加圧が行われる時間を前記第２の制御における第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御すること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、第１の制御における加圧時間を短くすることができるので、圧力変動部の小型化を図ることができる。また、制御時間短縮による装置寿命の延命を図ることができる。
【００３２】
また、第９の発明は、第１または第４の発明において、前記第２の制御における第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部をさらに備えたこと、を特徴とする衛生洗浄装置である。
この衛生洗浄装置によれば、圧力が降下する時間を短縮することで「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成することに寄与できない圧力降下段階のロス時間を短縮することができる。そのため、洗浄感の低下を抑えることができるだけでなく、これに寄与しない吐水を抑えることで一層の節水を図ることができる。また、蓄圧部を備えたものにあっては、圧力が降下する過程で蓄圧された圧力が開放されてしまうことを抑制して、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する際に蓄圧部による加圧を効率よく利用することができる。
【００３３】
また、時間短縮部を設けるようにすれば、圧力降下により形成される最低圧力（後述する圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、後述する「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。またこのことは、「給水圧よりも低い圧力の領域」を広くすることができることにもなる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができることになるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【００３４】
また、第１０の発明は、第１の発明において、前記圧力変動部は、給水管路に接続されるシリンダと、前記シリンダの内部に進退自在に設けられたプランジャと、前記プランジャの内部に設けられた逆止弁と、励磁電圧を制御することで前記プランジャを進退させる脈動発生コイルと、を備え、前記プランジャの位置が、前記洗浄ノズルの側に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、前記洗浄ノズルとは反対の側に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されてなること、を特徴とする衛生洗浄装置である。
【００３５】
この衛生洗浄装置によれば、極めて簡単な構成に基く圧力変動部の構成でもって前述した実用上優れた効果を確実に奏することができる。
また、可動部分（プランジャ）が小さいので、応答速度の速い吐水制御を行うことができる。このことは、吐水群の生成をより精緻に制御できることを意味するので、より少ない水でよりメリハリのある「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成することができる。また、圧力変動部の構成を簡素化することができるので、衛生洗浄装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の態様によれば、極めて少ない使用水量で刺激感と量感を今までにない高い次元で兼ね備えた吐水を行うことが可能となり、極めて高い節水性能を備えた上で極めて高い洗浄感を提供できる衛生洗浄装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態に係る衛生洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。
【図２】脈動発生機器（圧力変動部）の概略構成断面図である。
【図３】洗浄水の圧力変動の様子を例示するための模式図である。
【図４】洗浄ノズルを例示するための模式図である。
【図５】脈動発生コイルに印加される電圧波形を例示するための模式図である。
【図６】脈動発生機器（圧力変動部）から流出する洗浄水の速度（初速）を示すタイミングチャートである。
【図７】吐水孔からの洗浄水吐水の様子を模式的に例示をするための図である。
【図８】吐水が人体局部に当たるときの荷重の変化を示したタイミングチャートである。
【図９】速度（初速）波形と追付き曲線とを示したタイミングチャートである。
【図１０】脈動推移の速度波形と生成される吐水群の形状の一例を示す図である。
【図１１】吐水群の組合せを例示するための模式図である。
【図１２】洗浄水の圧力変動の様子を例示するためのグラフ図である。
【図１３】電圧印加のタイミング、プランジャの動作、圧力波形、吐水された洗浄水の状態を例示するための模式図である。
【図１４】第２の実施形態に係る衛生洗浄装置において、脈動発生機器（圧力変動部）に印加される電圧波形を例示するための模式図である。
【図１５】圧力変動を例示するためのタイミングチャートである。
【図１６】速度（初速）変化を例示するためのタイミングチャートである。
【図１７】脈動発生機器（圧力変動部）と洗浄ノズルユニットを例示するための模式図である。
【図１８】Ｓｉｎ波形の電圧波形を例示するための模式図である。
【図１９】残留磁気が発生している場合に脈動発生コイル流れる電流の時間変化を例示するための模式図である。
【図２０】脈動発生コイルに流れる電流の様子を例示するための模式図である。
【図２１】残留電荷消費回路が設けられている場合を例示するための模式図である。
【図２２】残留電荷消費回路を例示するための模式回路図である。
【図２３】プランジャの復帰速度を速めるための変形例を例示するための模式図である。
【図２４】第３の実施形態に係る衛生洗浄装置において、蓄圧部が設けられている場合を例示するための模式図である。
【図２５】第４の実施形態に係る衛生洗浄装置において、残留電荷消費回路と蓄圧部とが設けられている場合を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る衛生洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。
【００３９】
図１に示すように、衛生洗浄装置１の水路系は、衛生洗浄装置１のケーシングの外部の供給源（図示せず）から給水される入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０と、脈動ユニット７０とを備える。すなわち、衛生洗浄装置１の水路系には、衛生洗浄装置１のケーシングの外部の供給源（図示せず）側から順に、入水側弁ユニット５０と、熱交換ユニット６０と、脈動ユニット７０とが設けられている。
【００４０】
そして、脈動発生ユニット７０から洗浄ノズルユニット８０の流量調整兼流路切替弁８１を経て洗浄ノズル８２に、脈動発生ユニット７０により付与された脈動を保った洗浄水が導かれ、当該ノズル８２から吐水される。これらの各ユニットは、衛生洗浄装置１のケーシングに収納されている。また、制御部１０には、電磁弁５３、入水温センサ６２ａ、ヒータ６１、出水温センサ６２ｂ、フロートスイッチ６３、脈動発生機器（圧力変動部）７４、流量調節兼流路切替弁８１、洗浄ノズル８２および制御ボタン（図示せず）が接続されている。なお、制御ボタンには、強い刺激感のある「ハードなおしり洗浄」、「ソフトなおしり洗浄」（以下、「やわらか洗浄」と呼ぶ）、「ビデ洗浄」の各洗浄モードを選択する洗浄ボタン、洗浄水の水勢を変化させるための水勢変更ボタン、洗浄水の温度を選択できる温度調整ボタン、洗浄を停止するための停止ボタンが含まれる。
【００４１】
これら各ユニットは、脈動発生ユニット７０を挟んでそれぞれ給水管路で接続されている。即ち、入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０は、給水管路５５で接続され、脈動発生ユニット下流の流量調節兼流路切替弁８１は給水管路７５で接続されている。
【００４２】
給水管路５５は、給水源（例えば、水道管）から洗浄水（例えば、水道水）を直接給水すべく入水側弁ユニット５０に配管されている。この給水管路５５に導かれた洗浄水は、入水側弁ユニット５０のストレーナ５１でゴミなどが捕捉されて、逆止弁５２に流れ込む。そして、電磁弁５３にて管路が開かれると、洗浄水は調圧弁５４に流れ込み、所定の圧力（例えば、給水圧：０．１１０ＭＰａ）に調圧された状態で、瞬間式加熱方式の熱交換ユニット６０に流入する。このように調圧を受けて流入する洗浄水の流量は２００〜６００ｃｃ／ｍｉｎ程度となるようにされている。なお、給水管路５５を便器洗浄用の洗浄水を貯留する洗浄水タンク（図示せず）から分岐して入水側弁ユニット５０に配管することもできる。
【００４３】
上記した入水側弁ユニット５０の下流の熱交換ユニット６０は、ヒータ６１を内蔵する熱交換部６２を備える。この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２へ流入する洗浄水の温度と熱交換部６２から流出する洗浄水の温度とを入水温センサ６２ａと出水温センサ６２ｂで検出しつつ、その検出温度を基にして、洗浄水の設定温度の洗浄水に加熱するようにヒータ６１の加熱動作を制御する。すなわち、熱交換ユニット６０においては、洗浄水の温度が所定の設定温度となるようにヒータ６１による加熱が行われる。この場合、入水温センサ６２ａからの検出温度と、出水温センサ６２ｂからの検出温度とに基づいて、洗浄水の温度が所定の設定温度となるように、制御部１０によりヒータ６１の加熱動作が制御される。
【００４４】
そして、このようにして温水化された洗浄水は、後述する脈動発生ユニット７０に流入し脈動を付加された後、流量調節兼流路切替弁８１に流入する。なお、脈動とは、脈動発生ユニットによって生じる圧力変動のことであり、圧力変動を起こす装置類を脈動発生ユニットと呼んでいる。したがって、脈動発生機器７４は圧力変動部と同義である。すなわち、脈動発生機器７４を、吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部ということもできる。
【００４５】
また、この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２内の水位を検出するフロートスイッチ６３を有する。このフロートスイッチ６３は、ヒータ６１が水没する所定の水位以上になるとその旨の信号を出力するように構成されている。そして、制御部１０は、この信号を入力している状況下でヒータ６１を通電制御するので、水没していないヒータ６１に通電してしまうというような事態、いわゆるヒータ６１の空焚きを防止することができる。なお、熱交換ユニット６０のヒータ６１は、制御器１０にてフィードフォワード制御とフィードバック制御を組合せながら最適に制御される。
【００４６】
更に、この熱交換ユニット６０は、熱交換部６２からの洗浄水出口、即ち、熱交換部６２下流の管路の熱交換部接続箇所に、バキュームブレーカ６４と安全弁６５とを備える。バキュームブレーカ６４は、負圧となった管路内に大気を導入して、熱交換部下流の管路内の洗浄水を断ち切り、熱交換部下流側から洗浄水の逆流を防止する。すなわち、バキュームブレーカ６４は、負圧となった管路内に大気を導入して熱交換部下流の管路内にある洗浄水を洗浄ノズル８２から排出させる。そのため、管路内が負圧となった場合であっても、熱交換部下流側から熱交換部６２に洗浄水が逆流することを防止することができる。また、安全弁６５は、給水管路６７内の水圧が所定値を超えると開弁し、捨水配管６６へ洗浄水を排出することにより、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止している。
【００４７】
続いて、脈動発生ユニット７０の構造について例示をする。脈動発生ユニット７０は、アキュームレータ７３、脈動発生機器７４から構成されている。
図２は、脈動発生機器７４の概略構成断面図である。なお、前述したように、ここでいう脈動発生機器は、圧力変動を起こす圧力変動部ということもできる。
【００４８】
図２に示すように、脈動発生機器（圧力変動部）７４は、給水管路６７、７５に接続されるシリンダ７４ｂと、シリンダ７４ｂの内部に進退自在に設けられたプランジャ７４ｃと、プランジャ７４ｃの内部に設けられた逆止弁７４ｇと、励磁電圧を制御することでプランジャ７４ｃを進退させる脈動発生コイル７４ｄと、を備えている。そして、プランジャ７４ｃの位置が、洗浄ノズルの側（下流側）に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、洗浄ノズルとは反対の側（上流側）に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されている。
【００４９】
そして、このプランジャ７４ｃを脈動発生コイル７４ｄの励磁を制御することにより上流側・下流側に進退させる。すなわち、洗浄水に脈動を付加する場合（洗浄水に圧力変動を生じさせる場合）には、脈動発生コイル７４ｄに流す励磁電圧を制御することにより、プランジャ７４ｃをシリンダ７４ｂの軸方向（上流方向・下流方向）に進退させる。
【００５０】
この場合、プランジャ７４ｃは、脈動発生コイル７４ｄの励磁により図示する原位置（プランジャ原位置）から下流側７４ｈに移動する。そして、コイルの励磁が消えると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によって、原位置に復帰する。この際、緩衝スプリング７４ｅによってプランジャ７４ｃの復帰の動作が緩衝される。プランジャ７４ｃは、その内部にダックピル式の逆止弁７４ｇを備え、上流側への逆流を防止している。したがって、プランジャ原位置から下流側へ移動する際には、シリング７４ｂ内の洗浄水を加圧して給水管路７５に押し流せるようになっている。この際、プランジャ原位置と、下流側に移動した位置とは常に一定であることから、プランジャ７４ｃが動作する際に給水管路７５に送られる洗浄水の量は一定となる。
その後、原位置に復帰する際には、逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に洗浄水が流れ込む。そのため、次回のプランジャ７４ｃの下流側移動の際には、改めて、一定量の洗浄水が給水管路７５に送られることになる。
【００５１】
この場合、脈動発生機器７４には給水管路５５を経て、前述した給水圧の洗浄水が給水されている。よって前述したように、プランジャ７４ｃの原位置復帰の間に逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に流れ込んだ洗浄水は、逆止弁７４ｇによる圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて１次圧のままではないものの、給水管路７５に送られる。すなわち、プランジャ７４ｃが原位置に復帰するまでの間に逆止弁７４ｇを介してシリンダ７４ｂ内に流れ込んだ洗浄水は、給水管路７５に向けて流出する。この場合、給水管路７５に流出する洗浄水の圧力は、逆止弁７４ｇによる圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて、１次圧（前記の給水圧）とは異なるものとなる。
この様子を図でもって表す。
【００５２】
図３は、洗浄水の圧力変動の様子を例示するための模式図である。
図３に示す様に、洗浄水は、脈動発生機器７４への導入水圧Ｐｉｎ（給水圧）を基準に脈動した圧力で脈動発生機器７４から給水管路７５、ひいては洗浄ノズルユニット８０に送られ、人体局部に向けて吐水される。
【００５３】
次に、アキュームレータ７３について例示をする。アキュームレータ７３は、ハウジング７３ａと、ハウジング内のダンパ室７３ｂと、このダンパ室に配置されたダンパ７３ｃとを有する。
このような構成を有するアキュームレータ７３は、ダンパ７３ｃの作用により脈動発生ユニット７０の上流側の給水管路６７にかかる水撃を低減する。このため、熱交換部６２の洗浄水温度分布に及ぼす水撃の影響を緩和することができ、洗浄水の温度を安定化することができる。この場合、アキュームレータ７３は脈動発生機器７４に近接配置したり当該機器７４と一体的に配置することが、脈動発生機器７４で発生された脈動を上流側に伝播することを速やかにかつ効果的に回避できる観点から好ましい。すなわち、アキュームレータ７３を脈動発生機器７４に近接配置したり、アキュームレータ７３と脈動発生機器７４とを一体化したりすることが好ましい。その様にすれば、脈動発生機器７４において発生した脈動が上流側に伝播することを速やか、かつ効果的に抑制することができる。
【００５４】
次に、洗浄ノズルユニット８０について例示をする。洗浄ノズルユニット８０に流量調節兼流路切替弁８１が配設されており、給水管路８６で洗浄ノズル８２に接続される。すなわち、洗浄ノズルユニット８０には流量調節兼流路切替弁８１が配設されている。また、流量調節兼流路切替弁８１には、給水管路８６を介して洗浄ノズル８２が接続されている。そして、脈動発生ユニット７０から送られた脈動流の洗浄水の供給先を、洗浄ノズル８２の各流路８３、８４、８５（図４を参照）に切替、かつその流路を調節する。すなわち、流量調節兼流路切替弁８１は、脈動発生ユニット７０から送られてきた脈動を有する洗浄水が、洗浄ノズル８２に設けられた各流路８３、８４、８５毎に供給されるように流路の切替を行う。また、その際、流路断面積を調節することで流量調節を行う。
【００５５】
次に、洗浄ノズル８２について例示をする。図４（ａ）、（ｂ）に洗浄ノズルの構造図を示す。洗浄ノズル８２内にある複数の洗浄流路８３、８４、８５は、それぞれ洗浄ノズル先端近傍にある「おしり」（人体局部）に向って洗浄水を吐出するおしり洗浄用の吐水孔４０１とビデ洗浄用の吐水孔４０２に連通する。吐水孔４０１、４０２の上流には洗浄流路８３、８５を通水する洗浄水を旋回させながら旋回流として吐水孔から吐水させるために洗浄水渦室３０１、３０２を設けてある。
【００５６】
すなわち、洗浄ノズル８２の先端近傍には、「おしり」（人体局部）に向って洗浄水を吐出するおしり洗浄用の吐水孔４０１と、ビデ洗浄用の吐水孔４０２とが設けられている。吐水孔４０１の上流側には洗浄水渦室３０１が連通するようにして設けられている。吐水孔４０２の上流側には洗浄水渦室３０２が連通するようにして設けられている。
【００５７】
洗浄流路８３は、円筒状を呈する洗浄水渦室３０２の接線方向に接続されている。また、洗浄流路８５は、円筒状を呈する洗浄水渦室３０１の接線方向に接続されている。洗浄流路８４は、洗浄水渦室３０１の軸中心に向けて接続されている。接線方向から通水された洗浄水は、洗浄水渦室３０１、３０２の内壁を沿うように旋回し、旋回した洗浄水は、旋回流として吐水孔４０１、４０２から吐水される。
【００５８】
なお、洗浄流路８４は洗浄渦室３０１の上方に連通し、吐水孔４０１と連通している。すなわち、洗浄流路８３は、洗浄水渦室３０２の下部に接続されている。また、洗浄流路８４は、洗浄渦室３０１の上部に接続され、洗浄流路８５は、洗浄渦室３０１の下部に接続されている。
【００５９】
また、吐水孔４０１、４０２の径は、φ0．5ｍｍからφ1．8ｍｍ程度の範囲であり、流量によって最適な径を選択している。たとえば、流量４３０ｍｌ／ｍｉｎの場合、おしり洗浄用の吐水孔４０１の径は、φ0．9ｍｍ程度であり、ビデ洗浄用の吐水孔４０２の径はφ1．4ｍｍ程度に設定されている。
【００６０】
ここで、本実施形態における洗浄水の吐水の様子について例示をする。図５は、洗浄水吐水に際して脈動を発生させる脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄの励磁の様子を示す電圧波形の図（脈動発生コイル７４ｄに印加される電圧波形を例示するための模式図）であり、図６は、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）を示すタイミングチャート、図７は、吐水孔４０からの洗浄水吐水の様子を模式的に例示をするための図である。
【００６１】
制御部１０は、脈動発生コイル７４ｄを励磁して脈動発生機器７４において脈動を発生させるに当たり、パルス状の信号を出力する。そして、このパルス信号を、脈動発生コイル７４ｄに接続され、これをオンさせるためのスイッチングトランジスタ（図示せず）に出力する。すなわち、脈動発生コイル７４ｄには、回路の開閉を行うスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。制御部１０から出力されたパルス信号は、スイッチングトランジスタに入力される。
【００６２】
よって、脈動発生コイル７４ｄは、パルス信号に従ったスイッチングトランジスタのＯＮ・ＯＦＦにより繰返し励磁し、前述したようにプランジャ７４ｃを周期的に往復動（進退）させる。すなわち、入力されたパルス信号に基づいてスイッチングトランジスタが開閉動作（ＯＮ・ＯＦＦ動作）することで、脈動発生コイル７４ｄが繰返し励磁される。そして、脈動発生コイル７４ｄを繰返し励磁させることで、プランジャ７４ｃを周期的に往復動（進退）させる。
これにより、脈動発生機器７４から吐水孔４０１には、圧力が周期的に上下変動する脈動流の状態で洗浄水が供給され、この脈動流の洗浄水が各吐水孔から吐水される。
【００６３】
なお、脈動発生コイル７４ｄに印加されるパルス状の電圧は、図５に例示をする。また、それによって、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）のタイミングチャートを図６に例示をする。なお、図６は、図３の圧力値を基に、速度Ｖ＝Ｃ・ΔＰ１／２（Ｃは流量係数）の式に基いて算出された波形である。
【００６４】
図５より、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに印加されるパルス状の電圧は、１周期中において、ＯＮ時間の異なる２つの矩形波が組み合わさった電圧波形となっている。この制御によって起る脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度変化を、脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作に基いて例示をする。脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄには、図５に示す電圧波形の電圧が印加されている。
【００６５】
ＯＮ時間をＴ１として、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると電流が流れるので、脈動発生コイル７４ｄが励磁されてプランジャ７４ｃが磁化される。そして、プランジャ７４ｃが磁化されると、プランジャ７４ｃは脈動発生コイル７４ｄの側、すなわち下流側へ引き付けられる。
【００６６】
この下流側への引き付けによって、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーを蓄えると同時に、洗浄水を加圧し、最も高い圧力Ｐ４に達するその際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は最も高くなる（Ｖ４）。すなわち、プランジャ７４ｃが下流側へ引き付けられると、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーが蓄えられる。また、同時にプランジャ７４ｃにより洗浄水が加圧される。なお、洗浄水の圧力が最も高い圧力Ｐ４（図３を参照）に達した際には、吐水孔４０１から吐出される洗浄水の速度は最も高くなる（図６におけるＶ４）。
【００６７】
その後、Ｔ２において電圧が切れると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えて、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けて、原位置へ復帰する。すなわち、ＯＦＦ時間をＴ２として電圧の印加を停止すると、脈動発生コイル７４ｄの励磁が解かれるので復帰スプリング７４ｆの付勢力によりプランジャ７４ｃが原位置へ戻される。
【００６８】
同時に圧力は低下し、最低圧力Ｐ１（図３を参照）に達する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度も低くなり、最も低い速度域Ｖ１まで下降する。
その後、圧力は給水圧Ｐｉｎまで復帰しようとし、速度も給水圧時の速度Ｖｉｎまで復帰しようとする。この復帰のタイミングに、Ｔ１よりも短いＯＮ時間のＴ３の矩形波を加えることにより、脈動発生コイル７４ｄを励磁させ、プランジャ７４ｃを下流側へ引き付けることで、洗浄水を再度加圧する。すなわち、この復帰のタイミングにおいて、ＯＮ時間がＴ１よりも短いＴ３の矩形波電圧を脈動発生コイル７４ｄに印加する。そして、脈動発生コイル７４ｄを励磁し、プランジャ７４ｃを下流側へ引き付けることで、洗浄水を再度加圧する。
【００６９】
このとき、圧力が復帰途中であることと、Ｔ３の時間がＴ１よりも短いことにより、洗浄水は最高圧Ｐ４までは高まらないものの、給水圧よりも高い第２のピーク圧力Ｐ２まで達する。したがって、速度も給水圧時の速度よりも速い第２のピーク速度Ｖ２が現れることになる。また、第２のピーク速度Ｖ２と、再度プランジャが励磁されるタイミングにおける速度Ｖ３までの間には、入水圧時の速度Ｖｉｎ付近で吐水される期間が一定時間生じることになる。
【００７０】
ここで、脈動発生コイル７４ｄに印加する電圧波形のタイミングは、脈動の周波数５０Ｈｚであり、Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ（ミリ秒）、Ｔ２を７ｍｓｅｃ、Ｔ３を１ｍｓｅｃ、Ｔ４を７．２ｍｓｅｃで設定してある。すなわち、脈動の周波数を５０Ｈｚ、ＯＮ時間Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ２を７ｍｓｅｃ、ＯＮ時間Ｔ３を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ４を７．２ｍｓｅｃとしている。ただし、周波数、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅はこの限りではなく、５Ｈｚ以上の不感帯周波数域における繰返し周波数であればよく、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅もその周期（脈動周期ＭＴ）に基いて設定されていてもよい。なお、不感帯周波数とは、人が刺激変化と認識できる周波数よりも高い周波数、すなわち、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない周波数である。
【００７１】
続いて、上記によって作られた速度波形によって得られる洗浄水の状態について例示をする。
図７は、脈動流の洗浄水を仮定の吐水孔４０から吐水した場合に、その吐水された洗浄水が増幅される過程を例示するための模式図である。
ここで、図３と図６の図を用いて、圧力変動と速度変化の関係について例示をする。脈動発生機器７４により圧力が脈動すると、速度Ｖも同様に変動して脈動する。すなわち、吐水される洗浄水は、圧力変動がＰｍａｘになると、速度も最大速度Ｖｍａｘになり、瞬間の速度が時間とともに変動する。また、図３の脈動流の洗浄水の圧力波形における各部位をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５とすると、速度も図６上のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５がそれぞれの番号同士で対応する。
【００７２】
よって、吐水直後から図７の（Ａ）〜（Ｄ）へと移行するにつれて、速度Ｖ２は速度Ｖ１より速度が速いから、速度Ｖ１で吐水された洗浄水は速度Ｖ２で吐水された洗浄水及びこれらの間にある洗浄水に追いつかれて合体され、吐水断面積の大きな吐水群となる（図７（Ｂ）を参照）。
【００７３】
このように、速度波形の立ち上がりの勾配部分においては、速い速度で吐水された洗浄水がその前の遅い速度で吐水された洗浄水と順次合体することにより、大きな塊（吐水群）となって、人体局部（洗浄面）に着水することになる。ここで、図７の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、遅い側の速度域での速度の立ち上がり勾配部分では、全体の速度が遅いので、人体局部に着水する前に、Ｖ２がＶ１と合体して吐水断面積の大きな吐水群を作ることができる。
【００７４】
すなわち、速度Ｖ１と速度Ｖ２との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が遅い。そのため、速度Ｖ１で吐水された洗浄水が人体局部に着水する前に、速度Ｖ２で吐水された洗浄水が速度Ｖ１で吐水された洗浄水に追いつくことができる。その結果、人体局部に着水する前に、速度Ｖ２で吐水された洗浄水と速度Ｖ１で吐水された洗浄水とが合体して吐水断面積の大きな吐水群を作ることができる。
この洗浄水（吐水断面積の大きな吐水群）は、人体局部に当たるときには、着水の断面積（量感）が大きい状態になっている。
【００７５】
一方で、図７の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、Ｖ３、およびＶ４の速い側の速度域での速度の立ち上がり勾配では、全体の速度が速いので、人体局部に着水するまでの短い時間では、距離が縮まりにくいため、人体局部に着水する時点では、Ｖ４はＶ３とほとんど合体せずに速く吐水断面積の小さい吐水群として着水することになる。
すなわち、速度Ｖ３と速度Ｖ４との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が速い。そのため、速度Ｖ３で吐水された洗浄水が人体局部に着水する前に、速度Ｖ４で吐水された洗浄水が速度Ｖ３で吐水された洗浄水に追いつきにくい。その結果、人体局部に着水する前に、速度Ｖ３で吐水された洗浄水と速度Ｖ４で吐水された洗浄水とがほとんど合体せず、吐水断面積の小さな吐水群として着水することになる。この洗浄水（吐水断面積の小さな吐水群）は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギー（刺激感）における速度成分が大きい状態になっている。
【００７６】
また、このとき、Ｖ２とＶ４のタイミングに十分開きがある、言い換えれば、Ｖ２とＶ４にピークが現れるように制御することで、Ｖ２によって生成される吐水群と、Ｖ４によって生成される吐水群は、Ｖ４が吐水された段階で十分な時間の開きが生じる。
すなわち、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けることで、速度Ｖ４で吐水された洗浄水と速度Ｖ４で吐水された洗浄水との間に十分な時間の開きを設けることができる。
その結果、速度Ｖ２で生成された吐水断面積が大きく速度Ｖ４よりは速度の遅い吐水群と、速度Ｖ４で生成された吐水断面積が小さく速度の速い吐水群とは、お互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水することができる。
【００７７】
また、速度Ｖ４から速度Ｖ１に移行するタイミングでは、速度が減速していくため、合体による吐水群は生成されず、洗浄感には寄与しない領域となる。したがって、この領域を減らすことは、洗浄感を高めることにも繋がる。
【００７８】
なお、ここでいう吐水群とは、吐水孔から吐水される洗浄水の進行方向に対し直角に切断したときの断面積が、吐水後に追付くことにより、吐水孔から吐水された直後の断面積よりも大きくなれば、吐水群という。すなわち、吐水群とは、後から吐水された洗浄水が追いつくことにより吐水断面積（洗浄水の進行方向に対し直角に切断したときの断面積）が、吐水直後の吐水断面積よりも大きくなったものをいう。
【００７９】
ここで、吐水後に洗浄水が追い付くことにより、吐水断面積が増え、吐水断面積の異なる吐水群が形成されると、人体局部に当たるときの荷重は、吐水断面積が増えない（吐水群が形成されない）吐水と比べ、人体局部で当たるときの荷重は大きくなる。
【００８０】
図８は、本実施例における吐水が、人体局部に当たるときの荷重の変化を示したタイミングチャートである。これより、一つの周期（脈動周期ＭＴ）において、２つのタイミングで荷重が大きくなっていることがわかる。これより、１つの周期において、２つ吐水群が形成され、それらが独立して当たっていることがわかる。
【００８１】
図８に例示をしたものでは、先に吐水断面積の大きく速度の遅い吐水群があたり、あとから吐水断面積が小さくて速度の速い吐水群が当たっている。したがって、使用者は、速度と大きさの異なる２つの吐水群を独立して感じることができ、この場合、大きくて遅い吐水群で量感を感じ、小さくて速い吐水群で刺激感を感じることができる。
【００８２】
なお、この荷重の変化について、それぞれの「山部分」を積分した値がＭ・Ｖすなわち衝撃力となるが、この値が十分大きくなれば、「当たる感覚」を得ることができる。また、ここでいう吐水群とは、ある衝撃力を持って人体局部に着水するものをいう。
【００８３】
ここで、脈動流となって吐水された洗浄水は、この場合の速度波形では、速度Ｖ２の遅くて大きい吐水群と、速度Ｖ４の速くて小さい吐水群とがそれぞれ脈動周期ＭＴごとに現れるので、遅くて大きい吐水群と、速くて小さい吐水群とが交互に現れる。つまり、脈動周期ＭＴの半分の間隔で吐水群が現れることになる。したがって、周期（脈動周期ＭＴ）が長くても、より連続感のある快適な洗浄感をえることができ、断続感がきらいな人にとってもより快適な洗浄を提供できる。しかも、このそれぞれの吐水群は、速度Ｖ４で吐水された洗浄水に、それぞれ遅れて速度Ｖ５および速度Ｖ１で吐水された洗浄水が繋がれたような状態となる。
【００８４】
次に、このような吐水の状態により得られる効果について例示をする。ここで、速度の遅い側で吐水断面積の大きい吐水群が生成される過程について例示をする。吐水群は、洗浄水が吐水孔４０から吐水され、人体局部に当たるまでの時間間隔において、速度の速い吐水による洗浄水が、速度の遅い吐水による洗浄水に追いつくことで生成される。
【００８５】
このとき、速度が速い領域で吐水群を生成しようとすると、吐水孔４０から人体局部に到着するまでの時間は短い。たとえば、速度が１５ｍ／ｓｅｃのときに、６０ｍｍ先の人体局部に到達する時間は、４ｍｓｅｃである。一方、速度が遅い領域で考えた場合、吐水孔４０から人体局部に到着するまでの時間は、速度が速い領域の場合と比べ、長くなる。たとえば、速度が７．５ｍ／ｓｅｃの時には、人体局部に到達する時間は、８ｍｓｅｃである。このときに、同じ量の速度差がある場合には、人体局部に到達するまでの時間が長いほうが、追いつける洗浄水の量は多いことになる。すなわち、洗浄水の速度の低い側で吐水群を生成したほうが、効率よくより吐水断面積の大きな吐水群を生成することが可能である。
【００８６】
このように生成した吐水群は、より吐水断面積の大きな吐水群となっているため、吐水断面積Ｓは通常よりも大きくなる。したがって、洗浄水量が少ないにもかかわらず、吐水断面積の大きな吐水が当たっており多い流量で洗浄されているような洗浄感、すなわち量感がある。つまり、吐水断面積の大きな吐水群が当たるようにすれば、使用する洗浄水自体の量を少なくした場合であっても多い流量で洗浄されているような洗浄感、すなわち量感を得ることができる。
【００８７】
一方で、吐水断面積が小さく速度の速い吐水群は、速い速度Ｖ４で先にでた洗浄水になかなか追いつくことができず、吐水断面積の大きい吐水群を形成する前に人体局部に着水するため、吐水断面積が小さく、量感は乏しくなる。しかし、先にでた洗浄水に追いつかないということは、遅い速度の洗浄水に運動エネルギーを吸収されることなく人体局部に着水できるので、刺激感を維持したまま着水することができる。
【００８８】
このときの刺激感に関わる衝撃力は、速度が大きくなるため、衝撃力も大きくなる。すなわち、量感は小さくなるものの刺激感は高めることができる。したがって、大きくて遅い吐水群で量感を出し、小さくて速い吐水群で刺激感をだすことで、量感と刺激感を両立させた快適性の高い洗浄を実現することができる。
【００８９】
なお、大きくて遅い吐水群および小さくて速い吐水群はそれぞれ十分な衝撃力を持っているため、脈動周期ＭＴに対して、約半分の周期の脈動に感じることができ、この感覚は、人間が識別できる感覚にくらべて十分短いため、洗浄の連続感とともに、刺激感と量感とを実感することができる。
【００９０】
次に、吐水群生成の現象について例示をする。
図９は、速度（初速）波形と、追付き曲線を示したタイミングチャートである。まず、追付き曲線について例示をする。追付き曲線とは、吐水されたタイミングと吐水された速度がそれぞれ異なる洗浄水であっても、この曲線上に載っていれば６０ｍｍ先の人体局部に同時に着水することを示している。すなわち、追付き曲線とは、所定の距離（本実施の形態においては６０ｍｍとした）にある着水位置に同時に着水させる際の速度と吐水タイミングとの関係を表すための仮想曲線である。
【００９１】
そして、この追付き曲線よりも遅い速度を持つ洗浄水は、後から来る速い速度の洗浄水に追付かれ、合体して同時に人体局部に着水することになる。したがって、速度波形において、Ｖ２の速度を基点として追付き曲線を重ねると（すなわち、Ｖ２の速度を基準に求められた追付き曲線を重ねると）、この追付き曲線よりも遅い速度の領域は、Ｖ２の速度を持つ洗浄水に全て追付かれることになり、積分した値が体積となる吐水群が生成され人体局部に着水することになる。この場合、吐水群の速度は、１２ｍ／ｓｅｃであり、吐水群量は、２１μリットルと大きな吐水群となる。
【００９２】
一方、Ｖ４を基点にひかれた追付き曲線（すなわち、Ｖ４の速度を基準に求められた追付き曲線）とその付近の速度波形では、追付き曲線よりも勾配が寝ていて、遅い領域「Ａ」（右側傾斜部）が非常に少なくなっている。この場合、吐水群の量は少ないものの、その分、追付く量が少ないため、遅い速度に速度が吸収されて遅くなることがなくなる。すなわち、吐水群の洗浄水量は少なくなるものの、遅い速度の洗浄水に速い速度の洗浄水の運動エネルギーが吸収されることが少なくなる。つまり、吐水断面積は小さいが速い吐水群が生成される。
【００９３】
この場合、吐水群の速度は１４ｍ／ｓｅｃであり、その洗浄水量は６μリットルである。これらのことより、つまり、刺激感が減衰せずに人体局部に着水することになる。これらのことより、吐水断面積の大きい吐水群では、洗浄水量が多くなるため多い水量で洗っているのと同じ感覚を得ることができる。また、吐水断面積が小さく速い速度の吐水群では、減速せずに人体局部に着水するために、刺激感を感じることができる。かつ、この吐水群（吐水断面積が小さく速い速度の吐水群）を速い周波数で人体局部に当てることによって、刺激感と量感を同時に感じることができる。
【００９４】
ここで、吐水断面積は、大きい吐水群で、およそ１２．６ｍｍ２となり、小さい吐水群で３．８ｍｍ２となっていて、吐水断面積が異なっている。このように、追付くことにより生成される吐水群の吐水断面積が相対的に異なる吐水群を生成ことで、刺激感と量感の異なる吐水群を生成し、個別に当てることで、刺激感と量感とを両立させることができる。
【００９５】
なお、洗浄水の追付きにより、およそ吐水孔の径で換算される吐水断面積よりも大きくなれば、吐水群となる。また、追付きによって生成される吐水群の吐水断面積が相対的に異なる吐水群が人体局部に着水する地点で生成されれば、異なる吐水群を生成したことになる。すなわち、人体局部に着水するまでの間に、吐水断面積が相対的に異なる吐水群が後から吐水された洗浄水の追付きによって生成されれば、異なる吐水群が生成されたことになる。
【００９６】
さらに、５Ｈｚ以上の不感帯周波数域において、それぞれの吐水群を少なくとも１回着水させることで、刺激感と量感とを同時に感じさせることができる。すなわち、脈動周波数は５Ｈｚ以上であればよい。
【００９７】
次に、本実施の形態における洗浄感について例示をする。
本発明者は、洗浄感が刺激感と量感とで表される感覚であると考え、それらは、吐水のもつ衝撃力Ｍ・Ｖに依存すると考えた。
【００９８】
ここで、刺激感とは、速い吐水が人体局部に当たることで、痛みに近い刺激を感じることであり、速度Ｖに依存する。
【００９９】
一方、量感は、吐水断面積Ｓ（重さＭ）の大きな吐水が十分な力を持って当たることで、太い水流が当たっていると感じる感覚であり、吐水の着水面積が大きいほど量感があると感じる。これらの物理量を全て満足させることで、快適な洗浄が実現可能である。
【０１００】
しかしながら、省エネルギーの観点から、現在主流となっている瞬間式熱交換器による温水生成では、洗浄水量が５００ｍｌ／ｍｉｎ以下になる。そのため、これらの物理量を全て満足させることは困難である。そこで、これらの物理量を全て満足させるため、吐水群の生成を検討した。
【０１０１】
図１０には、脈動推移の速度波形と生成される吐水群の形状の一例を示す。なお、その関係は一例であり、速度域の違いなどで、必ずしもこの関係で生成されるものではない。[I]の速い吐水群は、速度の立ちあがり勾配を追付き曲線の勾配よりも緩やかにすることで、追付く量を少なくした吐水群であり、速度は速いが洗浄水量が少ない。すなわち、刺激感はあるが、量感の少ない吐水群が生成される。
【０１０２】
[II]の大きい吐水群は、速度の立ち上がり勾配を追付き曲線の勾配に近くすることで、徐々に追付くことでまとまる吐水群である。この場合、速度は減速するので、刺激感はあまりないが、洗浄水量が多く、衝撃力も大きい吐水群が生成される。
【０１０３】
[III]の分散した吐水群は、速度の立ち上がり勾配を追付き曲線の勾配よりも急にすることで、遅い速度と速い速度との速度差が大きい状態で追付かせ、速い速度の吐水が先にある遅い速度の吐水を弾き飛ばすように吐水を分散させる吐水群である。この場合、見かけの吐水断面積が大きくなることで量感の多い吐水群が生成される。以上のように、異なる脈動流の生成によって、異なる種類の吐水群で異なる特徴を持った吐水を生成することができる。
【０１０４】
すなわち、異なる脈動流によって異なる形状と特徴を有する吐水群を生成することができる。しかしながら、一方で、刺激感や量感にかかわる物理量のいずれかがかけることになっていた。
【０１０５】
そこで、この種類の異なる吐水群を、意図的な繰返し吐水に基づく振動に人の知覚が追従できなくなる約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、少なくとも1回ずつ人体局部に着水させることで、それぞれの吐水が独立して、それぞれ物理量、感覚を作りだすが、それらが不感帯周波数域内で着水するため、全ての物理量を備える、すなわち、刺激感と量感がある吐水として感じさせることができる。
【０１０６】
つまり、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、異なる吐水群を少なくとも１回ずつ人体局部に着水させるようにした。この場合、異なる吐水群は、独自の物理量、感覚をそれぞれ独立して作り出すが、異なる吐水群は不感帯周波数域内において着水するため、全ての物理量を備える、すなわち、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。
【０１０７】
以上のように、吐水群の大きさや、速さ、追付き量を変えることにより、異なる物理量の吐水群を形成して、感覚の異なる吐水群を生成する。そして、この様な吐水群を独立させながら、短時間に人体局部に着水させることで、複数の感覚を備える吐水を実現している。
【０１０８】
ここで、その組合せの例について例示をする。図１１には、吐水群の組合せの例の模式図を示している。図１１（ａ）には、ｔ１の時に「大きな吐水群」が、ｔ２の時に「速い吐水群」が交互に生成し、独立して人体局部に着水させる様子を示している。
【０１０９】
このような吐水では、まず、吐水の追付く量を多くすることで、「大きな吐水群」が生成される。この場合（図１１（ａ）のｔ１の場合）、速い速度の部分は追付くことで減衰し、速度が遅くなるので、刺激感は乏しくなる。しかしながら、吐水群の吐水断面積の大きさが大きくなり、ある程度の面積を持ち、かつ衝撃力が大きくなっているので、量感を感じさせることができる。
【０１１０】
また、図１１（ａ）のｔ２の場合は、「速い吐水群」は、あとから追付く量を少なくすることで、吐水群の吐水断面積の大きさは小さいものの、吐水の速度の減速がない分、刺激感を維持した吐水とすることができる。そのため、刺激感を感じさせることができる。
【０１１１】
この２種類の吐水群を不感帯周波数域内（５Ｈｚ以上）でそれぞれを少なくとも１回ずつ着水させることで、刺激感と量感とを兼ね備えた吐水と感じさせることができる。
【０１１２】
図１１（ｂ）には、「分散した吐水群」と、「大きな吐水群」が交互に生成される様子を示している。この場合、「分散した吐水群」により非常に高い量感が得られる。その上、あとから、追付く量の多い「大きな吐水群」が生成されるので、衝撃力を十分もった吐水群を人体局部に当てることができる。そのため、体積を持ちある程度の速度を持つので、吐水の重さを感じさせることができる。なお、この場合、「大きな吐水群」は、「分散した吐水群」よりも速い速度で人体局部に当たるので、「分散した吐水群」よりも刺激感を与える吐水となる。そのため、「分散した吐水群」と「大きな吐水群」とによっても、刺激感と量感とを兼ね備えた吐水と感じさせることができる。
【０１１３】
図１１（ｃ）には、分散した吐水群と速い吐水群が交互に生成されているようすを示している。分散した吐水群で大きな量感を得るとともに、速い吐水群で刺激感を感じさせることができる。なお、これらの吐水群は、３つが組み合わさって生成されてもよく、それによって、非常に量感を高く、かつ刺激感の吐水が実現できる。
【０１１４】
すなわち、吐水群は、図７において例示をした形態だけではなく、図１１（ａ）〜（ｃ）に例示をした形態であってもよい。また、図１１（ａ）〜（ｃ）に例示をした３つの形態が組み合わさって形成されるようにしてもよい。「速い吐水群」や、「大きな吐水群」や、「分散した吐水群」等の異なる物理量の吐水群を組み合わせるようにすれば、非常に高い量感と刺激感を有する吐水をさせることができる。
【０１１５】
また、この場合、吐水群が形成される順番は例示をした以外の順番でも良いし、毎回順番が変わっても良い。また、吐水群が人体局部に着水するタイミングもかならずしも規則的である必要はなく、その間隔が異なっていてもよい。この場合、例えば、あらかじめ、脈動周期が変化するような周波数のテーブルを用意しておき、不感帯周波数域内において、周波数を変動させてもよい。また、不感帯周波数域内においてランダムに変動させてもよい。また、散発的に脈動を発生させてもよい。
【０１１６】
このように、本実施の形態においては、異なる吐水群により異なる感覚を生成し、不感帯周波数域内で複数の吐水群を当てて、異なる感覚をそれぞれの吐水群で生成することができる。すなわち、異なる物理量の吐水群を形成し、不感帯周波数域内において複数の吐水群を個別的に人体局部に当てることで、それぞれの吐水群により異なる感覚を感じさせることができる。
【０１１７】
なお、これらは、吐水群の一例であり、組合せも一例にすぎない。この場合、異なる吐水群により、異なる感覚を作り、足らない感覚、物理量を補うことで高い洗浄感を実現させる点が重要である。すなわち、異なる吐水群により異なる感覚を作りだすことで足らない感覚や物理量を補って、高い洗浄感を感じさせることができればよい。
【０１１８】
図１２は、洗浄水の圧力変動の様子を例示するためのグラフ図である。
なお、図１２（Ａ）は、図３に対応するものであり、圧力波形を実測したものである。この場合、洗浄水の圧力は、吐水口４０１もしくは４０２、または、これらに連通する洗浄渦室３０１もしくは３０２において測定した。また、圧力計としては応答性が高いものを用い、高いサンプリング周期で測定するようにした。また、図１２（Ｂ）は、図５に対応するものであり、脈動発生コイル７４ｄに印加されたパルス状の電圧の波形を表したものである。
図１３は、電圧印加のタイミング、プランジャの動作、圧力波形、吐水された洗浄水の状態を例示するための模式図である。なお、「吐水された洗浄水の状態」欄における上段の図は吐水直後の状態を表し、下段の図は人体局部に着水する直前の状態を表している。また、図中のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、圧力ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの場合にそれぞれ吐水された洗浄水を表している。
【０１１９】
図１３[Ｉ]に示すように、給水圧近傍からの積極的な加圧により高い圧力の領域を形成し、高い圧力の領域において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。高い圧力の領域においては速度を速くすることができるので、人体局部に到達するまでの時間を短くすることができる。そのため、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことが抑制される。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【０１２０】
この場合、ＯＮ時間をＴ１として図示しない脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると脈動発生コイル７４ｄに電流が流れるので、脈動発生コイル７４ｄが励磁されてプランジャ７４ｃが磁化される。そして、プランジャ７４ｃが磁化されると、プランジャ７４ｃは脈動発生コイル７４ｄの側、すなわち下流側へ引き付けられる。この下流側への引き付けによって洗浄水が加圧され、給水圧（例えば、０．１１０ＭＰａ程度）近傍の圧力ａから最も高い圧力ｂにまで上昇する。
すなわち、図１３に示すように、ＯＮ時間をＴ１として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると、洗浄水の圧力は給水圧近傍の圧力Ｐ３から最も高い圧力Ｐ４にまで上昇する。 この際、圧力が変動すると速度も対応するようにして変動する。
【０１２１】
ここで、前述したように、圧力Ｐ３（圧力ａ）に対応する速度Ｖ３と、圧力Ｐ４（圧力ｂ）に対応する速度Ｖ４との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が速い。
そのため、図１３[Ｉ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、先に速度Ｖ３で吐水された洗浄水ａに、後から速度Ｖ４で吐水された洗浄水ｂが追いつきにくい。その結果、速度Ｖ３で吐水された洗浄水ａと、速度Ｖ４で吐水された洗浄水ｂとがほとんど合体せず、吐水断面積の小さな吐水群として人体局部に着水することになる。この場合、速度Ｖ３、速度Ｖ４が速いので、吐水断面積が小さく速度の速い吐水群が生成されることになる。
【０１２２】
図１３[ＩＩ]に示すように、ＯＮ時間Ｔ１の後、電圧印加を停止すると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する。そのため、洗浄水の圧力は、圧力ｂから圧力ｃへと低下する。
この場合、圧力ｂにおいて先に吐水された洗浄水の速度は、圧力ｃにおいて後から吐水された洗浄水の速度よりも速い。
そのため、図１３[ＩＩ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、後から吐水された洗浄水が追い付くことができず、それぞれが人体局部に着水することになる。この場合、図１３[Ｉ]の場合と比べて洗浄水の速度、量が少なくなるので、刺激感と量感とを高めることに対する寄与が少なくなる。
【０１２３】
図１３[ＩＩＩ]に示すように、給水圧よりも低い圧力の領域にある時に「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始される。すなわち、圧力ｃにおいて吐水が開始される。
この場合、図１３[ＩＩ]に例示をしたように、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する際に洗浄水が引き込まれることで、圧力ｃが給水圧よりも低くなる。そのため、給水圧よりも低い圧力の領域を容易に形成することができる。 給水圧よりも低い圧力の領域においては速度を遅くすることができるので、人体局部に到達するまでの時間を長くすることができる。そのため、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができるので、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
【０１２４】
また、図１３[ＩＶ]に示すように、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が行われる工程の後半において、ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する。ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加した場合においても、プランジャ７４ｃが引き付けられることで洗浄水が加圧され、圧力が上昇する。ただし、圧力が復帰途中であることと、Ｔ３の時間がＴ１よりも短いことにより、圧力は圧力ｂまでは高まらず、給水圧よりも少し高い第２のピークである圧力ｄまで上昇する。
すなわち、図１２に示すように、ＯＮ時間をＴ３として脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加すると、洗浄水の圧力は
圧力Ｐ４までは高まらず、給水圧よりも少し高い第２のピークである圧力Ｐ２まで上昇する。
【０１２５】
ここで、前述したように、圧力Ｐ１（圧力ｃ）に対応する速度Ｖ１と、圧力Ｐ２（圧力ｄ）に対応する速度Ｖ２との間における速度の立ち上がり勾配部分においては、全体の速度が遅い。また、速度Ｖ２は速度Ｖ１より速度が速い。
そのため、図１３[ＩＩＩ]、[ＩＶ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、先に速度Ｖ１で吐水された洗浄水ｃに、後から速度Ｖ２で吐水された洗浄水ｄが追いつくことができる。その結果、速度Ｖ１で吐水された洗浄水ｃと、速度Ｖ２で吐水された洗浄水ｄとが合体し、吐水断面積の大きな吐水群となる。この場合、速度Ｖ１、速度Ｖ２は、速度Ｖ３、速度Ｖ４より速度が遅い。そのため、吐水断面積が大きく、かつ速度の遅い吐水群が生成されることになる。
【０１２６】
次に、図１３[Ｖ]に示すように、ＯＮ時間Ｔ３の後、電圧印加を停止すると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によってプランジャ７４ｃが原位置に復帰する。この場合、ＯＮ時間Ｔ３におけるプランジャ７４ｃの引き付け量が少ないので、復帰スプリング７４ｆの付勢力による移動量も少なくなる。そのため、ほぼ原位置近傍で静止する様な状態となる。 前述したように、圧力ｄは給水圧よりも少し高い程度であり、圧力ｅは給水圧程度であるため、この領域の圧力は給水圧近傍に維持されることになる。
【０１２７】
この場合、圧力ｄにおいて先に吐水された洗浄水ｄの速度と、圧力ｅにおいて後から吐水された洗浄水ｅの速度とはほぼ同等となる。
そのため、図１３[Ｖ]の「吐水された洗浄水の状態」欄に示すように、後から吐水された洗浄水ｅが追い付くことができず、それぞれが人体局部に着水することになる。
【０１２８】
ここで、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けることで、洗浄水ｃ〜洗浄水ｄと、洗浄水ａ〜洗浄水ｂと、の間に十分な時間の開きを設けることができる。そのため、洗浄水ｃ〜洗浄水ｄにより生成された「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と、洗浄水ａ〜洗浄水ｂにより生成された「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。
このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることもできる。
【０１２９】
また、給水圧近傍からの積極的な加圧を行うことで圧力ｂ（圧力Ｐ４）をより高めるようにすれば、その後に形成される圧力ｃ（圧力Ｐ１）をより低くすることができる。そのため、前述した「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。
また、圧力が給水圧へと復帰する際に積極的な加圧を行うようにすれば、迅速、かつ安定的に給水圧近傍の圧力を得ることができる。
【０１３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。図１４には、脈動発生機器に印加される電圧波形を、図１５には、脈動発生機器によって生じるノズル先端の圧力変動のタイミングチャートを、図１６には、圧力変動によって生じる吐水の速度（初速）変化のタイミングチャートを示す。
また、図１７は、脈動発生機器と洗浄ノズルユニットを例示するための模式図である。この場合、電源７６はプラス側及びマイナス側の電圧を印加可能なものとされている。
なお、これら以外の構成は、第１の実施形態に係るものとほぼ同じであるため、第２の実施形態における前述の第１の実施形態と同じ構成要素の詳細な説明は省略する。
【０１３１】
脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄには、図１４に示すように、１周期中にプラス側の電圧と、そのあと、マイナス側の電圧が加わる電圧波形が印加されている。次に、この電圧波形によって生じる吐水の状態について例示をする。
【０１３２】
図１６には、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の速度（初速）のタイミングチャートを示しており、図１５の圧力値を基に算出したものである。図１６に示す速度（初速）の変化の様子を、脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作に従って例示をする。
【０１３３】
図１４のＯＮ時間Ｔ１において、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄにプラス側の電圧が印加され電流が流れると、脈動発生コイル７４ｄが励磁され、プランジャ７４ｃは磁化されて下流側へ引き付けられる。この下流側への引き付けによって、復帰スプリング７４ｆが圧縮されて弾性エネルギーが蓄えられる。また、それと同時に洗浄水が加圧されて、洗浄水の圧力が最も高い圧力Ｐ４に達する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は最も高くなる（Ｖ４）。
【０１３４】
その後、ＯＦＦ時間Ｔ２において電圧の印加が停止されると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えるので、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けてプランジャ７４ｃが原位置方向へ復帰する。また、同時に圧力は低下する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の速度は遅くなる。さらにその後、ＯＮ時間Ｔ３において、マイナス側の電圧が印加されることによって、プランジャ７４ｃの復帰速度が速くなる。その結果、プランジャ７４ｃは原位置を越えて、上流側まで達し、緩衝スプリング７４ｅを圧縮させる。
【０１３５】
このとき、復帰速度が速まったことで、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１に達するまでの時間を短くすることができる。また、それとともに、原位置を越えて上流側まで達するため、ボトム速度Ｖ１がさらに低くなる。なお、復帰速度が速くなる原理とその効果については、後述する。その後、ＯＦＦ時間Ｔ４において緩衝スプリング７４ｅの付勢力を受けて、プランジャ７４ｃが原位置に向って再度復帰する。
【０１３６】
このとき通常であれば給水圧まで復帰するだけだが、緩衝スプリング７４ｅの付勢力および洗浄水の流入により、圧力は給水圧を超えて第２のピーク圧力Ｐ２まで達する。したがって、速度も給水圧時よりも速い第２のピーク速度Ｖ２が現れることになる。
また、第２のピーク速度Ｖ２と、再度プランジャ７４ｃが励磁されるタイミング（速度がＶ３となった時点）との間には、入水圧時の速度Ｖｉｎ付近で吐水される期間が一定時間生じることになる。
【０１３７】
ここで、脈動発生コイル７４ｄに印加する電圧波形のタイミングは、例えば、脈動の周波数を５０Ｈｚとした場合、脈動周期ＭＴは２０ｍｓｅｃとなる。その場合、ＯＮ時間Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ２を１ｍｓｅｃ、ＯＮ時間Ｔ３を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間Ｔ４を１３．２ｍｓｅｃに設定することができる。ただし、周波数、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の時間幅は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、加える電圧波形は矩形波だけでなく、図１８に示すようなＳｉｎ波形でもよい。その際、位相制御で、マイナス側の途中まで電圧を印加することにより、前述した効果を得ることも可能である。
【０１３８】
ここで、マイナス側の電圧を印加したことにより、得られる効果について例示をする。脈動発生コイル７４ｄは、電流が流れることにより励磁される。それにより、プランジャ７４ｃは磁化され、磁化されたプランジャ７４ｃは復帰スプリング７４ｆを圧縮しつつ、下流側へ引き付けられる。その後、電流が切れると脈動発生コイル７４ｄの励磁が消え、プランジャ７４ｃの磁力が小さくなるので、復帰スプリング７４ｆの付勢力によりプランジャ７４ｃは原位置まで復帰する。
【０１３９】
その際、脈動発生コイル７４ｄの励磁が消えてもプランジャ７４ｃの磁力が残り、残留磁気が発生する。この残留磁気により、復帰スプリング７４ｆの付勢力とは逆の方向（下流側）に力が発生する、すなわち、残留磁気の影響で、原位置までの復帰を妨げる方向に力が発生することになる。
【０１４０】
図１９は、残留磁気が発生している場合に脈動発生コイル７４ｄに流れる電流の時間変化を示している。
図１９に示すように、電圧値が０Ｖ（ゼロボルト）になっても、電流値はすぐには０Ａ（ゼロアンペア）にはならず、電流がだらだらと流れている（電流値が漸減している）ことがわかる。これは、脈動発生コイル７４ｄ内に残留電荷が蓄えられ、それが放出されることで起っている。この残留電荷によって、残留磁気が生じ、その結果、プランジャ７４ｃの復帰時に逆方向に力を発生させていたことがわかる。
【０１４１】
この状態で、マイナス側の電圧を印加することにより、脈動発生コイル７４ｄには逆の電流がながれ、コイル励磁されたときには、逆磁界が発生し、残留磁気を即座に小さくすることができる。すなわち、図１４のＯＮ時間Ｔ３における場合のようにマイナス側の電圧を印加するようにすれば、脈動発生コイル７４ｄには逆向きの電流が流れるので逆向きの磁界を発生させることができる。そのため、この逆向きの磁界により残留磁気を即座に小さくすることができる。
【０１４２】
このときの脈動発生コイル７４ｄに流れる電流の様子を示した図を図２０に示す。図２０より、脈動発生コイル７４ｄに加わる電圧が０Ｖになったのとほぼ同時に電流も０Ａ（ゼロアンペア）になっていることが分かる。その結果、残留磁気の影響を少なくすることができ、プランジャ７４ｃの原位置までの復帰速度を高めることができる。
【０１４３】
そのため、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１までに移行する時間を短縮し、かつ、ボトム速度Ｖ１を低くすることができる。そして、ボトム速度Ｖ１を低くすることができるので、ボトム速度Ｖ１から給水圧時の速度に戻る際に、反動により第２のピーク速度Ｖ２を形成することができる。
【０１４４】
また、さらに、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１への時間間隔を短縮することは、圧力の下降（速度の下降）は、吐水群が生成されないため、洗浄にはあまり寄与しない領域となるが、その領域を短縮させることができる。すなわち、ピーク速度Ｖ４からボトム速度Ｖ１への時間間隔を短縮することで、吐水群が生成されず洗浄にはあまり寄与しない圧力が下降（速度が下降）する領域を小さくすることができる。
【０１４５】
また、ボトム速度Ｖ１から第２のピーク速度Ｖ２に達する領域を早く作ることができ、第２のピーク速度Ｖ２と次の加圧のタイミングである速度Ｖ３の間に十分な空き時間をつくることができ、大きさの異なる吐水群のできる間隔を十分に広げることにも繋がる。すなわち、ボトム速度Ｖ１から第２のピーク速度Ｖ２に達するまでの時間を短くすることができるので、第２のピーク速度Ｖ２となる時点と次の加圧のタイミングである速度Ｖ３となる時点との間隔を広くすることができる。そのため、物理量の異なる吐水群が生成される間隔を十分に広げることができるようになる。
これは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能になる。
【０１４６】
なお、残留磁気を低減させる方法は、マイナス電圧をかける方法に限ったものではない。
図２１は、残留電荷消費回路が設けられている場合を例示するための模式図である。
【０１４７】
図２２は、残留電荷消費回路を例示するための模式回路図である。
図２１、図２２に示すように脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する電源７７と、それとは別に、スイッチングトランジスタ７９によって、脈動発生コイル７４ｄの電圧がＯＦＦになったタイミングで切り替わり、コンデンサによって残留電荷を消費する残留電荷消費回路７８とによっても同様の効果をえることができる。
すなわち、脈動発生コイル７４ｄに電圧を印加する電源７７と、脈動発生コイル７４ｄへの電圧印加が停止されたタイミングで切り替えを行うスイッチングトランジスタ７９と、残留電荷を消費するためのコンデンサ１００を設けた残留電荷消費回路７８と、を備えるようにしてもよい。
この場合、図２２に示すように、脈動発生コイル７４ｄに電圧が印加された状態（ＯＮ状態）の場合には、図中の回路電流１０１が流れる。そして、脈動発生コイル７４ｄへの電圧印加が停止（ＯＦＦ状態）された場合には、スイッチングトランジスタ７９を切り換えることで回路電流１０２を流し、コンデンサ１００により残留電荷を消費させるようにしている。
なお、その他、スナバ回路や、ブリッジ回路によって、電圧ＯＦＦ時の電流値を抑えるようにしてもよい。
【０１４８】
また、プランジャ７４ｃの復帰速度を速める方法としては、残留磁気を低減する方法に限ったものではない。図２３には、プランジャ７４ｃの復帰速度を速めるための脈動発生機器の変形例を示している。
【０１４９】
図２３に示すように、脈動発生機器７４ａの脈動発生コイル７４ｄに対して、上流側に第２コイル７４ｋを設ける。すなわち、脈動発生機器７４ａには、脈動発生コイル７４ｄと、脈動発生コイル７４ｄの上流側に設けられた第２コイル７４ｋとが備えられている。脈動発生コイル７４ｄおよび第２コイル７４ｋには、位相の異なる単純な矩形波が印加される。これによって、プランジャ７４ｃが復帰するタイミングで第２コイル７４ｋに電圧が印加されるため、プランジャ７４ｃは、第２コイル７４ｋに吸引されることになる。そのため、プランジャ７４ｃの復帰速度を速めることができるので、前述した場合と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
なお、第２コイル７４ｋを設けてプランジャの復帰速度を速める方法と、第２の実施形態において例示した２つのパルスの生成は、組合せて用いてもよい。すなわち、第２コイル７４ｋを設けてプランジャの復帰速度を速める方法と、プラス側の電圧とマイナス側の電圧が加わる電圧波形を用いてプランジャの復帰速度を速める方法と、を組合せて用いてもよい。そのようにすれば、大きな吐水群をより大きく、速い吐水群をより速くすることに繋がり、刺激感と量感をより高めることが可能となる。
【０１５１】
以上に例示をしたように、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する第２の制御の後に、洗浄ノズルの内圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部は種々の手段を採用することができる。例えば、時間短縮部を前述した残留磁気を低減させることができるものとしたり、前述した第２コイル７４ｋとしたりすることができる。
なお、時間短縮部は、第２の制御において、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行い、この第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮するものとすることができる。
【０１５２】
次に、第３の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。
図２４は、蓄圧部が設けられている場合を例示するための模式図である。なお、前述したものと同様の構成要素には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
図２４に示すように、脈動発生機器７４と流量調節兼流路切替弁８１とは蓄圧部７５ａで接続されている。また、流量調節兼流路切替弁８１と洗浄ノズル８２とは蓄圧部８６ａで接続されている。
【０１５３】
蓄圧部７５ａ、８６ａは、水圧を受けると弾性変形するものとすることができる。例えば、樹脂やゴムなどから形成されたチューブなどとすることができる。
水圧を受けて蓄圧部７５ａ、８６ａに蓄えられた弾性エネルギーは、洗浄水の加圧を補助するために利用することができる。特に、圧力の低い領域においては洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。例えば、図２４の「Ｂ」に示す領域においては洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。
【０１５４】
この場合、蓄圧部７５ａ、８６ａの加圧作用を利用すれば、「Ｂ」に示す領域における電圧印加の時間を「Ｃ」に示すように短くすることができる。そのため、消費電力を低減させたり、脈動発生機器７４の発熱量を低減させたりすることができる。
なお、図２４に例示をしたものは、蓄圧部７５ａと蓄圧部８６ａとを設けるようにしたが、少なくともいずれかが設けられるようにすることができる。
また、蓄圧部７５ａ、８６ａに蓄えられる弾性エネルギーは、材料のバネ定数などを適宜選択することで変更することができる。
【０１５５】
次に、第４の実施形態に係る衛生洗浄装置について例示をする。
図２５は、残留電荷消費回路と蓄圧部とが設けられている場合を例示するための模式図である。なお、前述したものと同様の構成要素には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
本実施の形態においては、図２５中の「Ｄ」に示す領域に対応するタイミングにおいて、残留電荷消費回路７８の作用により残留磁気を低減させることができる。また、「Ｂ」に示す領域においては、蓄圧部７５ａ、８６ａの作用により洗浄水の加圧を効果的に行うことができる。また、「Ｅ１」、「Ｅ２」に示す領域においては、脈動発生機器７４の作用により洗浄水の加圧を積極的に行うことができる。
なお、残留電荷消費回路７８、蓄圧部７５ａ、８６ａ、脈動発生機器７４に関する作用、効果の詳細は前述したものと同様のため省略する。
【０１５６】
また、変形例として、洗浄ノズル８２の先端部（図４中の旋回渦室３０１、３０２）から空気を混入させることができるように、図示しない空気混入部を設けるようにしても良い。空気混入部は、強制的に空気を導入するエアポンプによって加圧された空気が、洗浄ノズル８２の先端に連結されたチューブから混入されるようなものとすることができる。この場合、脈動発生機器によって生じる圧力変動（図６を参照）に合わせてエアポンプを制御することによって、加圧された空気が混入されるタイミングを合わせるようにすることができる。
【０１５７】
例えば、速度の遅い領域の立ちあがり勾配の範囲において空気が混入されるように、脈動発生機器に加わる電圧波形に基づいて、エアポンプを同期制御するようにすることができる。これによって、大きい吐水群が生成されるタイミングにおいて空気が混入されると、吐水群は分散されて、広範囲に広がる。つまり、空気によって見かけの吐水断面積が増大し、結果、量感が高くなる。
【０１５８】
一方、速度の速い領域においては、空気を混入させないようにすれば、速い速度の洗浄水が分散されることなく吐水され、速度を維持したまま人体局部に着水する。これによっても、より量感の高い状態で、刺激感と量感を両立させることができる。なお、空気混入部を洗浄ノズル８２の先端に設けているため、空気を効率よく混入させることが可能となる。また、速度の速い領域では必要以上に空気が混入しないため、空気のダンパー効果によって刺激感が減衰することを防ぐこともできる。
【０１５９】
なお、空気混入部の配設位置は、洗浄ノズル８２の先端に限ったものではなく、洗浄ノズル８２の上流側の配管に空気が混入できるように設けてもよい。また、空気混入部は、必ずしも強制混入できるものである必要はなく、自然吸入を用いたものであっても良い。なお、自然吸入を用いる場合には、洗浄水内に気泡として空気を混入させることになる。洗浄水内に気泡として空気を混入させれば、吐水群の体積を増大させることが可能となる。その結果、量感をより高めた状態で、刺激感と量感を両立させることが可能となる。
【０１６０】
以上例示をしたように、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を異ならせることで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成するようにしている。
すなわち、制御部１０は、第１の制御（「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する制御）と、第２の制御（「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する制御）と、を実行し、第１の制御による洗浄水の吐水と、第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より低くされ、第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より高くされ、第１の制御と、第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成されている。
【０１６１】
そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」により量感を感じさせることができる。また、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」により刺激感を感じさせることができる。
その結果、限られた水量であっても、多くの水量で洗浄されているような量感と刺激感とを感じさせることができる快適性の高い衛生洗浄装置を実現することができる。
この場合、人が意図的な繰返し吐水と知覚できない約５Ｈｚ以上の不感帯周波数域内において、前述した「異なる吐水群」を少なくとも１回ずつ人体局部に着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることができる。
【０１６２】
また、第１の制御においては、給水圧より低い圧力領域を形成し、給水圧より低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第１の吐水が始まる時点での吐水時の初速を下げて、追付き量を増加させ、第２の制御においては、給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での吐水時の初速を第１の制御の場合より高めるように構成されている。
【０１６３】
また、前記圧力変動部は単一の圧力変動部であって、制御部１０は、前記第１の制御において、給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、前記第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うようになっている。この様にすれば、１つの脈動発生機器（圧力変動部）７４により「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とを生成することができる。そのため、脈動発生機器（圧力変動部）７４の構造を一層簡単にすることができる。また、一つの脈動発生機器（圧力変動部）７４を用いて給水圧より少なくとも低い圧力領域で前記第１の加圧を行い、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で第２の加圧を行うという簡単な制御構成で吐水時の初速を適切な値に設定することができる。すなわち、第１の加圧による吐水と第２の加圧による吐水とにおける吐水時の初速にメリハリのある速度差を設定することができる。
【０１６４】
また、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する制御と、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する制御との間に「所定の待ち時間」を設けている。すなわち、ＯＦＦ時間Ｔ４を設けている。そのため、速度Ｖ２で吐水された洗浄水と、速度Ｖ４で吐水された洗浄水と、の間に十分な時間の開きを設けることができる。その結果、「異なる吐水群」を、互いに干渉することなく、人体局部に異なる速度をもって独立して着水させることができる。このことは、１つの周期の中で異なる吐水群を均等なタイミングでつくることに繋がるので、不感帯周波数域よりも低い周波数においても断続感の少ない快適な洗浄を実現することが可能となる。また、それぞれを不感帯周波数域内で着水させるようにすれば、刺激感と量感とを備えた吐水がされていると感じさせることもできる。
【０１６５】
また、給水圧よりも低い圧力の領域にある時に「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が開始されるようにしている。そのため、速度を遅くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付く量を多くすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成が容易となる。
また、ボトム速度Ｖ１から戻る際（圧力が給水圧へと復帰する際）の反動により形成された給水圧よりも高い領域をさらに利用することで、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の生成のための吐水の時間を長くすることができる。そのため、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」の大きさをさらに大きくすることができる。
【０１６６】
一方、給水圧近傍からの積極的な加圧により高い圧力の領域を形成し、高い圧力の領域において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が行われるようにしている。そのため、速度を速くすることができるので、先に吐水された洗浄水に後から吐水された洗浄水が追い付くことを抑制することができる。その結果、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の生成が容易となる。
【０１６７】
また、給水圧近傍からの積極的な加圧を行うことで圧力Ｐ４をより高め、その後に形成される圧力Ｐ１をより低くするようにしている。そのため、前述した「給水圧よりも低い圧力の領域」の形成を容易とすることができる。
また、圧力が給水圧へと復帰する際に積極的な加圧を行うようにしている。そのため、迅速、かつ安定的に給水圧近傍の圧力を得ることができる。
【０１６８】
脈動発生機器（圧力変動部）７４と、洗浄ノズル８２と、の間に設けられた洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部をさらに備え、蓄圧部は、前記第２の制御において洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記第１の制御において蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにしている。この場合、第２の制御において、第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行い、この第２加圧によって蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されるようにすることができる。
この様にすれば、第２の制御において「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」を生成する際の高い圧力の一部を蓄圧し、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成する際に蓄圧された圧力を利用するようにすることができる。その結果、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を確実かつ効率的に生成することができる。
【０１６９】
蓄圧部は、洗浄水圧が給水圧よりも低くなった際に蓄圧された圧力を洗浄水に付与するようにすることができる。この様な蓄圧部は材料のバネ定数などを適宜選択することで形成することができる。この様な蓄圧部を設けるようにすれば、より低い洗浄水圧において蓄圧された圧力を洗浄水に付与することができるので、より低い圧力、すなわち、より遅い速度において吐水を開始させることができる。そのため、追付き量を増加させることができるので、より大きな「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができる。
【０１７０】
また、蓄圧部は、脈動発生機器（圧力変動部）７４と、洗浄ノズル８２と、を接続する給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されているものとすることができる。 このようにすれば、弾性変形可能なホースという簡単な構成により蓄圧部を形成することができる。
【０１７１】
また、第１の制御において、給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、蓄圧部による圧力の付与が行われるとともに、第１の加圧が行われるようにすることができる。この様にすれば、蓄圧部による加圧と第１の加圧の双方で「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」を生成することができるので、所定の大きさの「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」をより確実に生成することができる。
【０１７２】
また、第１の加圧は、第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われるようにすることができる。第１の加圧を工程の後半に行うことで、蓄圧部による加圧とのタイミングをずらすことができる。すなわち、蓄圧部による加圧と第１の加圧とを並列的ではなく直列的に行うようにすることができる。そのため、洗浄水の速度が上昇することを抑制することができ、速度が低い吐水をより長い時間行うことができる。その結果、所定の大きさの「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」をより確実に生成することができる。
【０１７３】
また、第１の加圧が行われる時間を第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御することができる。その様にすれば、第１の制御における加圧時間を短くすることができるので、圧力変動部の小型化を図ることができる。また、制御時間短縮による装置寿命の延命を図ることができる。
【０１７４】
また、洗浄ノズル８２の内圧力が給水圧となった際に、前記待ち時間を終了させるようにすることができる。
そのようにすれば、待ち時間の後に行われる前記第２の制御を圧力が安定した状態から開始させることができる。そのため、第２の制御における加圧エネルギーを洗浄水の加速に効率よく使うことができるので、「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」の速度を確実に高めることができる。
【０１７５】
また、前記第１の制御による着水と、前記第２の制御による着水と、の相互の間隔が同じになるような待ち時間が設定されているようにすることができる。
そのようにすれば、「吐水断面積が大きく速度の遅い吐水群」と「吐水断面積が小さく速度の速い吐水群」とが人体局部へ着水する時間間隔が等しくなるので、より連続感を感じさせることができる。
【０１７６】
また、１つの脈動発生機器７４を用い、その動作タイミングを制御することで「異なる吐水群」を生成するようにしている。また、「異なる吐水群」の生成の条件が適正となるように制御している。そのため、衛生洗浄装置１の小型化、簡素化、低価格化などを図ることができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１ 衛生洗浄装置、１０ 制御部、５０ 入水側弁ユニット、６０ 熱交換ユニット、７０ 脈動ユニット、７４ 脈動発生機器（圧力変動部）、７４ａ 脈動発生機器、７４ｂ シリンダ、７４ｃ プランジャ、７４ｄ 脈動発生コイル、７５ａ 蓄圧部、８０ 洗浄ノズルユニット、８２ 洗浄ノズル、８６ａ 蓄圧部、４０１ 吐水孔、４０２ 吐水孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水された洗浄水を人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、
吐水孔を有する洗浄ノズルと、
所定圧以上の給水圧から加圧および減圧を行うことで前記吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部と、
前記圧力変動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１の制御と、第２の制御と、を実行し、
前記第１の制御による洗浄水の吐水と、前記第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、
前記第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、
前記第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、
前記第１の制御と、前記第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成され、
さらに、前記第１の制御においては、前記給水圧より低い圧力領域を形成し、前記低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで前記第１の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を下げて、前記追付き量を増加させ、
前記第２の制御においては、前記給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を前記第１の制御の場合より速めるように構成されていることを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記圧力変動部は単一の圧力変動部であって、前記制御部は、前記第１の制御において、前記給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、
前記第２の制御において、前記第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うこと、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の制御における前記第１の加圧の後、予め定められた所定の待ち時間を経過した後に前記第２の制御における前記第２の加圧を行うこと、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記圧力変動部と、前記洗浄ノズルと、を接続する給水管路に洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部を備え、
前記第２の制御における前記第２加圧によって前記蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において前記蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されること、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記蓄圧部は、前記給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されてなること、を特徴とする請求項４記載の衛生洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の制御において、前記蓄圧部による前記圧力の付与が行われるとともに、前記制御部による前記第１の加圧が行われること、を特徴とする請求項４記載の衛生洗浄装置。
【請求項７】
前記制御部による前記第１の加圧は、前記第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われること、を特徴とする請求項６記載の衛生洗浄装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１の制御における第１の加圧が行われる時間を前記第２の制御における第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御すること、を特徴とする請求項２記載の衛生洗浄装置。
【請求項９】
前記第２の制御における第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１または４に記載の衛生洗浄装置。
【請求項１０】
前記圧力変動部は、給水管路に接続されるシリンダと、前記シリンダの内部に進退自在に設けられたプランジャと、前記プランジャの内部に設けられた逆止弁と、励磁電圧を制御することで前記プランジャを進退させる脈動発生コイルと、を備え、
前記プランジャの位置が、前記洗浄ノズルの側に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、前記洗浄ノズルとは反対の側に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されてなること、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項１】
給水された洗浄水を人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、
吐水孔を有する洗浄ノズルと、
所定圧以上の給水圧から加圧および減圧を行うことで前記吐水孔から吐水される洗浄水の圧力を変化させる圧力変動部と、
前記圧力変動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１の制御と、第２の制御と、を実行し、
前記第１の制御による洗浄水の吐水と、前記第２の制御による洗浄水の吐水と、が同一の吐水孔から行なわれ、
前記第１の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第２の制御の場合よりも多くなるように吐水時の初速が第２の制御より遅くされ、
前記第２の制御においては、吐水孔から所定の位置において、先に吐水された洗浄水が後から吐水された洗浄水に追いつかれる追付き量が、第１の制御の場合よりも少なくなるように吐水時の初速が第１の制御より速くされ、
前記第１の制御と、前記第２の制御と、が交互に実行されることで第１の制御による洗浄水の吐水と第２の制御による洗浄水の吐水が同一の吐水孔から交互に吐水されるように構成され、
さらに、前記第１の制御においては、前記給水圧より低い圧力領域を形成し、前記低い圧力領域で洗浄水を吐水させることで前記第１の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を下げて、前記追付き量を増加させ、
前記第２の制御においては、前記給水圧より高い圧力領域で洗浄水を吐水させることで第２の吐水が始まる時点での前記吐水時の初速を前記第１の制御の場合より速めるように構成されていることを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記圧力変動部は単一の圧力変動部であって、前記制御部は、前記第１の制御において、前記給水圧より少なくとも低い圧力領域で洗浄水を吐水させる第１の加圧を行い、
前記第２の制御において、前記第１の制御における給水圧より少なくとも高い圧力領域で洗浄水を吐水させる第２の加圧を行うこと、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の制御における前記第１の加圧の後、予め定められた所定の待ち時間を経過した後に前記第２の制御における前記第２の加圧を行うこと、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記圧力変動部と、前記洗浄ノズルと、を接続する給水管路に洗浄水からの圧力を蓄圧する蓄圧部を備え、
前記第２の制御における前記第２加圧によって前記蓄圧部に洗浄水からの圧力を蓄圧し、前記給水圧より洗浄水の圧力が低下した状態において前記蓄圧部に蓄圧された圧力が洗浄水に付与されること、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記蓄圧部は、前記給水管路を弾性変形可能なホースとすることで形成されてなること、を特徴とする請求項４記載の衛生洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の制御において、前記蓄圧部による前記圧力の付与が行われるとともに、前記制御部による前記第１の加圧が行われること、を特徴とする請求項４記載の衛生洗浄装置。
【請求項７】
前記制御部による前記第１の加圧は、前記第１の制御により吐水が行われる工程の後半において行われること、を特徴とする請求項６記載の衛生洗浄装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１の制御における第１の加圧が行われる時間を前記第２の制御における第２の加圧が行われる時間より短くなるように制御すること、を特徴とする請求項２記載の衛生洗浄装置。
【請求項９】
前記第２の制御における第２の加圧の後に、圧力が降下する時間を短縮する時間短縮部をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１または４に記載の衛生洗浄装置。
【請求項１０】
前記圧力変動部は、給水管路に接続されるシリンダと、前記シリンダの内部に進退自在に設けられたプランジャと、前記プランジャの内部に設けられた逆止弁と、励磁電圧を制御することで前記プランジャを進退させる脈動発生コイルと、を備え、
前記プランジャの位置が、前記洗浄ノズルの側に変化した場合には洗浄水の圧力が増加し、前記洗浄ノズルとは反対の側に変化した場合には洗浄水の圧力が減少するように逆止弁が配設されてなること、を特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−２４８８７９（Ｐ２０１０−２４８８７９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４４７２１（Ｐ２００９−１４４７２１）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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